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能源与环境是制约人类发展的重要问题,而锅炉作为能源行业应用最广泛的燃烧设备,其运行状态的良好是对经济效益和安全最基本的保障。燃烧器是锅炉取得高燃烧效率的主要设备。在过去的几十年里,许多科学家和工程技术人员都对这项领域进行了大量的研究,研发出了不同类型的燃烧器。其中浓淡燃烧器作为燃烧效率最高的燃烧器在能源行业得到了最广泛的应用。本文先通过数值模拟的方法来得到浓淡旋流燃烧器出口的气固相分布,并通过实验方法来进行对比研究。同时阐述了一种新型的测量方法(光学波动法)测量浓度和粒径分布的原理,并在试验条件下利用光学波动法对浓淡燃烧器的气固两相流动特性进行测量。
本文通过搭建冷模试验台架,研究一次风弯头以及不同挡板对燃烧器出口浓淡分布的影响。并在不同工况下对旋流燃烧器出口的气固两相流的扩散特性进行了研究。在试验中主要进行了以下工作:
按照冷态模化的基本原理对1:2的旋流燃烧器进行模化计算,确定了模化工况。通过Flue nt软件对燃烧器出口的气相流场和气固相分布进行模拟。
按照要求搭建试验台架后,在一次风管道内使用滑石粉对管道中煤粉运动情况进行模拟。并通过在一次风弯头增加月牙形挡块和三角形挡块来研究弯头和挡块对燃烧器出口浓淡分布的影响。
按照冷态模化的原理对1:4的浓淡旋流燃烧器进行模化计算和试验台架设计,先在不带粉的情况下进行气相流场测量试验,使用毕托管和热线风速仪等得到了旋流燃烧器出口的回流区速度分布,为以后的气固两相研究奠定了基础。
通过试验台架的给粉循环系统,应用光学波动法对旋流燃烧器出口的气固两相流的浓淡分布及扩散特性进行测量,得到不同工况下燃烧器出口的浓度分布图,以此来分析不同工况下旋流燃烧器出口的气固两相的扩散特性。