内芯结构对水冷燃烧器燃烧特性的影响

针对高热值气体在多孔介质中燃烧时泡沫多孔介质熔融损坏和热力型NOx大量生成的问题,设计了一台具有水冷边界的多孔介质燃烧器。在燃烧强度为200kW/m^2,当量比为0.90,水流量为1.2L/min的条件下,在孔隙均匀型、纵向变化型和横向变化型各3种结构的多孔介质燃烧室内组织液化石油气-空气的燃烧试验,探究内芯结构对水冷燃烧器燃烧特性的影响规律,获得综合性能较好的内芯结构。结果表明:9种内芯结构中,孔隙纵向变化型的综合性能优于均匀型和横向变化型,其热量传递效果最好,不完全燃烧产物含量最低,NOx排放量可控制在34mg/m^3。在气流方向上孔隙密度(PPI数)由小到大再变小排列,有利于燃烧和传热的需求。

孔隙结构对水冷燃烧器燃烧换热特性的影响

针对天然气等高热值气体燃烧时氮氧化物排放高和多孔介质烧蚀问题,设计开发了变孔隙多孔介质燃烧试验系统,研究了燃烧室内沿横向孔密度变化的孔隙结构对多孔介质中燃烧换热的影响.结果表明:燃烧室内平均孔密度相同条件下,孔密度沿横向由内而外先阶跃增加再阶跃减小的孔隙结构有利于燃烧放热沿冷却边界方向的传递,该燃烧室内整体温度低,从燃烧室中心截面处沿冷却边界方向的温差最大达568℃,多孔介质燃烧器的温升速率最小为16.2℃/min,平均传热系数最大为656.6 W/(m^(2)·℃);横向孔密度变化的6种燃烧室内芯结构采用水冷方式降低了燃烧室温度,NO排放都可以达到20 mg/m^(3)以下,而CO最高也仅有60 mg/m^(3).