生物质气体湍流燃烧数值模拟及实验研究

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化石能源的短缺及其伴生的环境恶化导致生物质能的开发利用受到重视。我国政府纲要已将生物质能定位为化石能源的有效替代和补充。气化发电、气化集中供气供暖是生物质能有效利用的方式,尤其适合现阶段技术经济水平。燃烧过程是气化发电、气化集中供气供暖中的一个重要环节,因此本文工作针对生物质气化后产生的可燃性生物质气体,研究其燃烧特性,着重于各种参数对燃烧和火焰的影响。数值模拟过程中选择了一些重要的运行参数,研究它们对燃烧过程的影响。这些参数包括燃烧器尺寸、湍流强度、空气流量、燃料流量、空燃比等。数值模拟所用软件由瑞典隆德大学流体力学系开发。模拟结果显示:改变燃烧器的尺寸以及其他运行参数,对两种气体的燃烧过程的影响都很明显。生物质气体与甲烷气体的燃烧有很多相似之处;但也存在着明显的差别。特别是在低温火焰区。由于生物质气体含有二氧化碳、热值较低,所以在低温火焰区,燃烧是不稳定的。为了获得稳定的火焰,应对二次风进行预热。喷嘴的设计好坏直接关系到燃烧室流场的组织、气流的布置,进而影响到生物质可燃气的燃烧特性。因此文中第四章给出了喷嘴的设计和模拟燃烧试验系统,为进一步的模拟结果的验证做好准备。
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