富氧气氛下层流预混火焰燃烧特性研究

发布时间：2024-03-16 14:27

　　对生物质气建立层流预混燃烧的数学物理模型,同时利用实验数据对数值模拟方法进行了验证,结果表明数值模拟结果与实验数据吻合度较好。在此基础上,改变助燃剂O₂浓度,探究火焰传播速度、燃烧温度、烟气成分、NO浓度与O₂浓度的关系。结果表明:高浓度O₂气氛下的火焰传播速度增幅更加明显;燃烧温度随O₂的浓度增加而增加,但浓度过高时,温度反而会由于热分解而降低;O₂浓度越高,产物中H₂O和CO₂的浓度越高,而N₂的含量会随之降低,并且NO的浓度也会随之上升,不利于节能减排。

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【部分图文】：

图2生物质气燃烧的数值模拟与参考实验的燃烧温度比较图

文献[8]中，对成分为0.2H2-0.37CO-0.43CO2的生物质气燃烧特性进行了实验分析。实验工况为常温、常压，设定压力和初始温度分别为1×105Pa,298K。本文为了验证数值模拟方法的正确性，对相同工况下的生物质气进行了数值计算，将计算获得的燃烧温度与文献中的温度进行比....

图3不同O2浓度下的火焰传播速度变化图

不同O2浓度下的火焰传播速度如图3所示。可以看出，在不同O2浓度下，火焰传播速度的趋势是大体相同的，都是在距入口处0.45cm前（预热区）保持较低的速度，当燃烧至0.45～0.55cm（反应区）时，火焰传播速度增幅明显，当超过0.60cm时，增幅变缓。其中，在预热区的火焰传....

图4不同O2浓度下的燃烧温度变化图

不同O2浓度下的燃烧温度如图4所示。可以看出，不同工况下，燃烧温度在预热区几乎保持不变，这是由于进入炉膛后气体化学反应速度很小，混合气温升很小。在反应区内，燃烧温度剧增，富氧程度越大，温升越显著。常规空气气氛下，燃烧温度由308℃增长到1709℃，纯O2工况下，燃烧温度由298....

图5不同O2浓度下的H2O的摩尔分数变化图

不同O2浓度下的H2O、CO2以及N2的摩尔分数如图5～图7所示。图6不同O2浓度下的CO2的摩尔分数变化图

本文编号：3929692