苏亚欣
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汪文辉
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赵丹
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杨艳超
钢铁
以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个单烧嘴燃烧室内的高温空气燃烧特性进行了数值研究.燃烧室尺寸为800mm×800mm×1400mm,燃烧器烧嘴由燃气和高温预热空气多股射流组成,其中燃料射流喷口为圆形,直径为10mm,位于中心.空气射流喷口为5个等面积的圆形,置于燃气射流喷口周围.湍流输运方程采用标准k-ε双方程模型,气相燃烧模型采用β函数的PDF燃烧模型,辐射换热过程采用离散坐标法模拟,NOx模型为热力型NOx.对燃气射流和空气射流的进口参数对燃烧室内的燃烧特性的影响进行了模拟计算和分析.计算结果表明射流进口参数将影响和改变燃烧室内的烟气回流及其与燃料、空气的混合过程,从而影响局部温度、氧浓度的分布和决定燃烧状况、影响最终的NOx排放量.其中随着燃料射流和空气射流速度比和燃料射流倾角的增大,燃烧室内的烟气回流区域扩大,强化了燃料、空气和烟气的混合,使低氧区域扩大,燃烧室内最高温度和平均温度都降低,NOx生成量明显降低.研究结果对于工业炉的烧嘴设计有一定参考意义.
关键词:
工业炉
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高温空气燃烧
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数值模拟
