空气射流特征对纯氨旋流燃烧火焰影响规律
谢智成1
徐义书1
张凯1
余荣浩1
韩金克2
刘小伟1
1.华中科技大学煤燃烧与低碳利用国家重点实验室,湖北武汉 4300702.江西省投资集团有限公司能源技术研究院,江西南昌 330096
摘要：氨是理想能源,为更好利用纯氨燃料,开发适用纯氨燃料的燃烧器,通过数值模拟对某10 kWth天然气旋流燃烧器进行三维建模,并对其纯氨燃烧和氮氧化物排放性能进行计算及仿真分析,探讨空气射流特性对火焰形态、温度分布、NO生成及排放的影响规律,以优化燃烧器纯氨燃烧能力.燃烧早期,旋流对燃料和空气混合影响大,而燃烧后期湍流强度对该过程影响大.发现通过增大空气射流孔面积(由12.8 mm2增至19.2 mm2)、增加空气射流角度(由15°增至30°)均可增强旋流强度,促进燃料和空气混合,促进氨燃料快速着火和稳定燃烧,缩短着火距离.但过大的射流角度可能导致空气和燃料出现短暂分离,推迟混合过程,延长着火距离.此外,减小射流孔面积、增大射流角度还将增强燃烧器喷嘴附近湍流强度,促进氨燃料和空气混合燃耗,产生局部高温区,导致N O生成浓度升高.经对比优化,空气射流孔面积19.2 mm2、射流角度15°、射流速度19.83 m/s时纯氨燃烧器实现稳定低NO燃烧,着火距离0.024 m、火焰长度0.446 m,NO生成峰值浓度和排放浓度分别降至443×10-6和 37.7×10-6.
关键词：氨燃烧数值模拟旋流燃烧器预热解NO
分类号：TK16(热能、热力工程)TK174(热能、热力工程)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFB4005702)太原理工大学煤炭清洁高效利用国家重点实验室基金资助项目(MJNYSKL202303)
论文发表日期：2024-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 85-98 )
英文信息