燃气热水器火排燃烧点火与传火特性数值模拟

目前燃气热水器只能在特定负荷下点火,开机恒温时间较长,用户使用体验不佳。基于Fluent软件,应用Realizable k-ε湍流模型、涡耗散概念燃烧模型、DO辐射模型及电火花点火模型,采用分段建模的方法对燃气热水器火排燃烧进行了数值模拟,发现火排片内部存在较大旋涡,燃气和一次空气预混效果较好;但在火排片间有明显的低温区,火焰高度差异较大,火焰稳定性较差,影响了任意负荷点火的成功率。进一步对火排燃烧器进行结构优化研究,发现采用两端点火模式,火焰的稳定时间减少32%;安装钝体和侧挡板后,在燃烧室内产生局部回流,提高了燃烧的稳定性,火焰的稳定时间相比原始结构减少16%以上,火焰高度更加均匀。研究结果对燃气热水器火排燃烧器的技术改进提供了参考。

机械蒸汽再压缩降膜蒸发器的沸腾传热特性

降膜蒸发器的传热性能是影响机械式蒸汽再压缩(MVR)系统高效运行的关键因素,为了提高蒸发器的传热效率,搭建了降膜管蒸发实验系统,以氯化钠溶液作为系统循环工质进行了实验研究。分别探究了降膜蒸发传热系数随热流密度(3.58—8.07 k W/m^2)、流量(30—150 L/h)、真空度(6.3—26.3 k Pa)和液体进料温度(91.7—98.2℃)的变化规律。结果表明:随着液体进口流量的增大,对流传热系数由层流的先下降后转变为湍流的增大;随着热流密度的增加,层流状态时,对流传热系数减小,湍流状态时,对流传热系数增大;液体进口温度的升高和真空度的增加,有助于提高液膜的对流传热系数。研究结果为MVR降膜蒸发器在工业实践中的高效运行奠定了基础。

燃气热水器火排片引射燃烧一体化数值模拟

建立燃气热水器火排片引射燃烧一体化计算模型,通过数值模拟的方法研究预混气体流动特性及热工参数(过剩空气系数、火孔宽度)对燃烧特性的影响规律。研究结果表明:火排片内部存在强弱不同的回流区,影响火孔出口速度的均匀性。随着过剩空气系数的增加,燃烧室内高温区域明显减小,燃烧室出口处NO质量浓度先减少后增加,CO质量浓度保持降低趋势;在过剩空气系数1.3~1.6范围内,增大过剩空气系数可以降低CO和NO质量浓度。随着火孔宽度的增加,燃烧室内高温面积略有升高,燃烧室出口处NO质量浓度不断增加,CO质量浓度不断减小。相比于过剩空气系数,火孔宽度对燃烧室内温度分布特性影响较小。