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0.5MW中心给粉旋流燃烧器流动特性试验研究

作　者: 胡志勇
导　师: 李争起
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 旋流燃烧器 PDA 回流区颗粒浓度
分类号: TK223.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

中心给粉旋流燃烧器是一种新型高效、低NOx旋流煤粉燃烧器。本文研究对象按0.5MW热态试验台所用中心给粉旋流燃烧器1:1模化而来,并利用IFA300热线风速仪和三维PDA对燃烧器模型出口单相和气固两相流场流动特性进行了研究。试验测量了不同一次风率、内二次风率、内二次风叶片角度以及外二次风叶片角度下燃烧器模型出口的单相和气固两相流场流动参数。通过试验发现,随着一次风率的增大,回流区起点后移,其径向尺寸减小,轴向长度减小。较大的一次风率下,一次风作用区域颗粒更加集中,颗粒平均粒径较大,回流区颗粒相对数密度较小,颗粒体积流量较大。过大的一次风率会降低燃烧效率并不利于抑制NOx生成。随着内二次风率的增大,回流区起点前移,其径向尺寸增大,回流区的轴向长度增大。较大的内二次风率下,颗粒密集区域沿径向扩展,颗粒体积流量沿径向分布更加均匀,有利于稳燃以及提高燃烧效率,但过大的内二次风率有可能造成燃烧器结渣,煤粉过于分散而不利于抑制NOx生成。随着外二次风叶片角度的增加,其叶片阻力会出现先变小后变大的现象,引起回流区回流强度、回流区径向、轴向尺寸先变大后变小。过大或过小的叶片角度使得轴线附近区域颗粒相对集中,回流区内煤粉浓度不足,不利于稳燃和抑制NOx生成。随着内二次风叶片角度的增加,回流区的回流强度变大,其径向尺寸、轴向尺寸变大;其颗粒体积流量和颗粒相对数密度先均匀后集中。内二次风叶片角度为60°时能形成径向、轴向尺寸较大的回流区,颗粒分布相对均匀,提高燃烧效率、稳定性的同时,有利于抑制NOx的生成。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 旋流煤粉燃烧器研究现状  10-12
  1.3 中心给粉旋流燃烧器介绍  12-13
  1.4 本文主要研究内容  13-14
第2章试验台介绍  14-24
  2.1 燃烧器模型  14-15
  2.2 单相试验台系统  15-19
    2.2.1 恒温热线风速仪系统介绍  15-17
    2.2.2 试验台主体介绍  17-18
    2.2.3 试验台现场照片  18-19
  2.3 两相试验台系统  19-23
    2.3.1 相位多普勒激光测速仪系统介绍  19-20
    2.3.2 试验台主体介绍  20-22
    2.3.3 试验台现场照片  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章中心给粉旋流燃烧器单相流动特性试验研究  24-45
  3.1 试验参数  24-25
  3.2 试验结果及分析  25-43
    3.2.1 一、二次风配比对中心给粉旋流燃烧器单相流场的影响  25-31
    3.2.2 内、外二次风配比对中心给粉旋流燃烧器单相流场影响  31-36
    3.2.3 外二次风叶片角度对中心给粉旋流燃烧器单相流场影响  36-41
    3.2.4 内二次风叶片角度对中心给粉旋流燃烧器单相流场影响  41-43
  3.3 本章小结  43-45
第4章中心给粉旋流燃烧器两相流动特性试验研究  45-67
  4.1 试验参数  45-46
  4.2 试验结果及分析  46-65
    4.2.1 一、二次风配比对中心给粉旋流燃烧器两相流场影响  46-52
    4.2.2 内、外二次分配比对中心给粉旋流燃烧器两相流场影响  52-56
    4.2.3 外二次风叶片角度对中心给粉旋流燃烧器两相流场影响  56-60
    4.2.4 内二次风叶片角度对中心给粉旋流燃烧器两相流场影响  60-65
  4.3 本章小结  65-67
结论  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的学术论文  72-74
致谢  74

0.5MW中心给粉旋流燃烧器流动特性试验研究

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