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推进技术2025年第06期:中热值合成气微混组合火焰燃烧特性实验及数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘栗;陈嘉铖;刘伟;刘健;苏鑫;邱朋华;谷宏斌;张林瑶;邢畅;

单位:哈尔滨工业大学能源科学与工程学院;哈尔滨工业大学苏州研究院;中国船舶集团有限公司第七〇三研究所;

摘要:微混燃烧技术是一种具有低污染物排放特性的先进贫预混燃烧技术。本文针对一种自主设计的以合成气为燃料的微混组合燃烧器,在不同工况下开展了燃烧特性研究。利用CFD软件进行数值模拟,在不同的当量比(0.388~0.518)和进口空气流速(36.18~108.56 m/s)的工况条件下,获得了微混组合火焰的燃烧特性,分析了流场、温度场随当量比和进口空气流速的变化趋势。此外,将数值模拟得到的特性变化趋势与实验数据进行验证,分析了出口污染物排放规律。研究结果表明:随着当量比提高,燃烧室核心反应高温区(T>1 700 K)面积不断变大,但整体高温区(T>1 420 K)面积几乎不变,同时出口NO排放显著增加。随着进口空气流速的提高,喷嘴间的低速区发展成为回流区,并且回流区轴向长度不断增大,核心反应高温区面积不断减小,但整体高温区面积不断增大,火焰高温区随着进口空气流速的增大而被“拉长”,因此出口NO排放显著减小。

关键词:燃气轮机;;微混燃烧;;微混组合火焰;;中热值合成气;;燃烧特性;;污染物排放

基金资助:黑龙江省自然科学基金(JQ2023E008);; 国家自然科学基金(51976048)~~