燃烧室结构对液体燃料MILD燃烧影响的数值模拟

摘要

高速空气射流卷吸高温烟气回流并与反应物快速掺混再燃烧是实现MILD (moderate or intense low-oxygen dilution)燃烧的重要特征,为了实现常温空气条件下液体燃料的MILD燃烧,燃烧室结构参数的优化设计与内部流场组织是关键.采用数值模拟研究了燃烧室高度、燃料和空气喷嘴位置分布对流场、温度场分布和NO_(x)排放的影响规律.结果表明:燃烧室高度通过影响空气射流的速度衰减和燃烧室内部的循环率,决定了燃烧室内整体气流的循环情况;空气喷嘴和燃油喷嘴的位置变化,决定了燃料在燃烧室内的分布以及与高温烟气的混合情况;当空气喷嘴和燃油喷嘴相对距离较小时,强烈的回流会使燃料在燃烧室内的分布更加均匀,烟气稀释新鲜反应物的能力增强,进而使燃烧室内燃烧缓和,峰值温度下降,热力型NO排放降低;当空气喷嘴远离燃烧室出口时,集中的大面积回流区域使反应物在燃烧室内均匀分布,整体的燃烧反应更加均匀和缓和,有利于MILD燃烧的实现.