煤粉射流火焰的典型形态及其转捩规律

利用Hencken型燃烧器研究了一次风速度、给粉浓度和二次风氧浓度等参数变化对煤粉射流火焰形态的影响规律,得到了煤粉射流火焰形态转捩图谱.实验表明,煤粉射流火焰形态主要分为煤粉群燃火焰(亮黄色,均相燃烧主导)和单颗粒稀释火焰(暗红色,异相稀释的煤颗粒燃烧主导).挥发分含量和煤粉浓度的增大均可促使稀释火焰向群燃火焰的转捩;在二次风氧浓度较高(15.3%,)时,提高一次风速度对火焰形态的影响有限,但同时降低氧浓度到10%,,则可实现群燃火焰向稀释火焰的转捩.

煤粉射流火焰的DNS研究

本文用直接数值模拟(DNS)的方法对煤粉气固两相射流燃烧进行了研究。文章介绍了DNS的数值计算方法,包括气相、颗粒相的控制方程以及煤粉燃烧模型。分析了煤粉射流燃烧火焰的结构形态,发现火焰区域中存在三种火焰形态,通过火焰特性的统计研究,发现虽然火焰形态不同,但是其燃烧特性相似,非预混火焰占主导地位。分析火焰释热量,发现上游处单颗粒燃烧释热量较小,条带状释热量占24%,对下游稳定火焰的形成至关重要。

煤粉射流火焰的大涡模拟及其验证

本文建立了基于欧拉-欧拉体系下耦合了DQMOM模型的大涡模拟方法,对四种工况下的煤粉射流火焰进行数值模拟,并通过实验测量结果验证了数值模型的可靠性.结果表明该大涡模拟方法可以用来分析详细的火焰结构,计算煤粉颗粒的扩散行为和燃烧反应过程,有助于深入理解煤粉射流火焰的着火机理.在数值模拟中,气相温度可以被用来定义着火距离,大涡模拟不仅可以准确预测着火距离随工况变化的规律,还能得到随时间脉动的信息.

燃烧数值计算中煤粉当量直径研究

提出了煤粉燃烧数值计算中煤粉的等燃尽率与等燃烧速度当量直径及其计算方法。运用燃煤锅炉煤粉射流的一维燃烧模型,将符合Rosin-Rammler分布的煤粉颗粒群的燃尽过程作为比较基准,对直径分别为等燃尽率当量直径、等燃烧速度当量直径以及"几何"平均直径的几种单一粒径的煤粉颗粒群在多种燃烧条件下进行了燃烧计算。通过对相同燃烧条件下燃尽率曲线的比较,得出了煤粉燃烧数值计算中煤粉当量直径的最佳计算方法,即采用直径为等燃尽率当量直径的单一粒径颗粒群时,在整个燃烧过程中,燃尽率与分布式粒径的煤粉颗粒群的计算结果十分接近。将等燃尽率当量直径运用在研究或实际运行工作中,有利于减轻煤粉燃烧计算工作量及及时分析煤粉的燃烧情况。

一次风速度对煤颗粒群着火特性影响的实验研究

利用Hencken型平面携带流反应器,研究了一次风速度对两种高挥发分褐煤和一种贫煤射流着火特性的影响.实验结果表明,低雷诺数(Re=878)条件下,贫煤煤粉气流先后发生外层单颗粒着火燃烧和内层颗粒群着火燃烧,煤粉颗粒着火和燃烧轨迹十分规则.但在高雷诺数(Re=4,392)条件下,贫煤煤粉气流更难形成群燃火焰,呈现出暗红色火焰.随着一次风速度的增加,尽管煤粉颗粒的停留时间减小,但湍流强度的增加使颗粒加热速率以及挥发分析出的强化作用占主导,使得煤粉气流的着火距离减小.此外,群燃火焰在挥发分聚集到一定程度后产生,是颗粒群燃烧的特有现象,而煤种挥发分含量的增加和有效聚集有利于群燃火焰的出现.

回转水泥窑燃烧段的整体冷态数值研究

针对以往只对燃烧器本身进行研究的局限 ,首次将回转水泥窑筒体和其内部的速差射流煤粉燃烧器进行了整体冷态数值研究。模拟表明 ,在回转水泥窑中有高温烟气进入速差射流燃烧器中以强化燃烧 ;另外 ,回转水泥窑中采用该型燃烧器及中心高速射流能使煤粉的扩散受到约束 。