低浓度瓦斯脉动燃烧器尾管的换热特性研究

摘要

煤炭开采过程中浓度(体积分数,下同)低于8％的抽采瓦斯数量占整个抽采瓦斯总量的50％以上,该低浓度瓦斯处于爆炸浓度范围,由于常规的燃烧方式很难将其安全高效利用,故通常都被直接排入大气从而造成能源的极大浪费.为了达到节能减排的目的,将脉动燃烧技术与低浓度瓦斯燃烧利用相结合,建立了低浓度瓦斯脉动燃烧实验平台,着重对低浓度瓦斯脉动燃烧器尾管的换热性能进行了实验研究.结果表明:①低浓度瓦斯脉动燃烧的最佳频率为82～92 Hz,相对应的燃烧器尾管长度为2.0～2.5 m;②燃烧器尾管传热系数随着燃烧器热负荷的增加而增大,但其增加值逐渐减少,换热系数最终趋于定值;③随着脉动燃烧器热负荷的增加,燃烧器尾管脉动换热强化比值下降;④脉动压力振幅对尾管换热系数有着较大的影响,尾管换热系数随着脉动压力振幅的增大而增大.该研究成果对于优化低浓度瓦斯脉动燃烧器设计、实现低浓度瓦斯的高效清洁燃烧利用具有参考作用.