氧浓度分布对一维平面对冲火焰结构的影响
本文基于CHEMKIN软件平台,采用一维对冲平面火焰模型OPPDIF,分别对扩散燃烧、贫燃预混燃烧、空气部分预混燃烧以及稀氧部分预混/富氧补燃(ODPP/OESC)过程进行了数值模拟。通过调节一维的氧浓度分布,分析其对火焰结构、反应速率以及燃烧污染物排放特性的影响。 相对而言,扩散火焰高温区集中,污染物排放量较高。贫燃预混火焰,虽然反应迅速,温度分布均匀,但火焰稳定性差,存在回火及脱火等问题。空气部分预混火焰,污染物排放优于扩散火焰,通过调节部分预混当量比也可实现NOX排放量低于空气贫燃预混火焰,并且火焰稳定性好,能够抑制火焰振荡。相对于传统燃烧方式,稀氧预混/富氧补燃(ODPP/OESC)火焰,在空气部分预混火焰基础之上,通过调整氧浓度分布进一步改善了污染物排放特性,且具有稳定性好,燃料效率高等优点。 本文通过研究氧浓度分布对ODPP/OESC火焰的影响,得出如下结论:(1)较低部分预混当量比下ODPP/OESC火焰的双火焰结构更好,温度分布更均匀,污染物排放量更低;(2)富氧浓度对CO和C2H2(soot前驱物)浓度的生成影响较小,对NOX影响显著,富氧浓度较低时的NOX排放量更少;(3)降低稀氧浓度,CO、NOX排放及C2H2浓度均降低。 最后,本文获得的最佳工况范围是:稀氧浓度范围是18%-19%,富氧浓度22%,部分预混当量比范围是1.2≤ΦP≤1.4。此时,和同当量比的空气部分预混火焰相比,EICO值可降低22.5%-62.5%,EINOx值可降低7.5%-59.4%。
一维对冲平面火焰;氧浓度分布;反应速率;排放特性;数值模拟
河北工业大学
硕士
热能工程
刘联胜
2013
中文
V435.12
86
2015-07-01(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)