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航空动力学报 2019年第10期34卷 2108-2119页

作者：母滨雷福林邵卫卫张哲巅肖云汉中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院江苏连云港222069 中国科学院能源动力研究中心北京100049

基于CFD三维数值模拟结果的化学反应器(CRN)网络模型方法具有快速预估燃烧室NOx排放的特点。研究通过CFD数值模拟手段获得了贫预混燃烧室流场、温度场等特征分布,基于燃料空气掺混特性、速度场、温度场、OH分布以及达姆科勒数,燃烧室被... 详细信息

基于CFD三维数值模拟结果的化学反应器(CRN)网络模型方法具有快速预估燃烧室NOx排放的特点。研究通过CFD数值模拟手段获得了贫预混燃烧室流场、温度场等特征分布,基于燃料空气掺混特性、速度场、温度场、OH分布以及达姆科勒数,燃烧室被离散划分为预热区、火焰锋面区、火焰过渡区、后火焰区、中心回流区以及角回流区,建立了复杂的CRN模型表征燃烧室内部的流动特征和火焰结构。以贫预混燃烧器为对象,与实验结果进行了对比验证。通过敏感性和不确定性分析获得了反应区域停留时间和烟气回流比例等关键参数对NOx排放的影响规律。结果表明:CFD-CRN混合方法更适用于在高当量比条件下贫预混燃烧室NOx排放的快速有效预测。在相同扰动强度的条件下,反应预热区域和火焰锋面区域的停留时间扰动对CRN模型预测NOx的生成量和稳定性影响更显著。CFD-CRN混合方法应明确在较高的绝热火焰温度条件下烟气回流比的准确性计算及其对NOx生成的显著影响。

关键词：贫预混燃烧室化学反应器网络模型 NOx排放不确定性分析敏感性分析

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某型贫预混燃烧室燃烧特性研究

某型贫预混燃烧室燃烧特性研究

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作者：姜广仁沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

燃气轮机自上世纪发展以来,广泛应用于各个领域,同时也引发了严重的环境污染问题。保证燃气轮机的高燃烧效率的同时,尽量降低污染物的排放成为了燃气轮机发展的关键。贫预混燃烧可以降低主燃区温度,由于可以有效抑制NOx的生成,这种技术... 详细信息

燃气轮机自上世纪发展以来,广泛应用于各个领域,同时也引发了严重的环境污染问题。保证燃气轮机的高燃烧效率的同时,尽量降低污染物的排放成为了燃气轮机发展的关键。贫预混燃烧可以降低主燃区温度,由于可以有效抑制NOx的生成,这种技术普遍运用于燃气轮机燃烧室上。本文以某贫预混燃烧室为研究对象,应用试验的手段,研究了值班级燃料比例、预混当量比、进口压力等状态参数以及旋流器旋流数、火焰筒扩张角等结构参数对其燃烧特性的影响。利用UG软件完成了贫预混燃烧室的模型构建,利用Ansys Mesh软件对所用模型网格划分,利用Fluent软件对试验的部分工况进行了数值模拟以辅助试验结果的研究并验证数值模拟的可靠性,研究结果表明:随着值班级燃料比例增大,出口温度场热点温度提高,温度分布系数增大,NOx排放量提高,而UHC和CO排放量降低,并且由于值班级喷射速度较高,会导致贫油熄火燃空比的增大;增大预混当量比,燃烧室出口温度场平均温度和热点温度增大,温度分布系数减小,UHC和CO的排放降低,但会增加NOx的排放。增大旋流器的旋流数,能够使高温区前移,降低贫油熄火燃空比,但会使预混均匀性变差,使出口热点温度和温度分布系数均有所增大,CO、UHC排放降低,NOx排放增加;增大火焰筒扩张角有利于阔大燃烧室头部回流区,使贫油熄火燃空比降低,出口热点温度提高,出口温度分布系数增大,CO排放降低,UHC和NOx排放增加。进口压力的增加使贫油熄火燃空比略有增大。试验数据分析与数值模拟结果分析所得定性规律基本一致,说明利用Fluent软件进行数值模拟所得的结果具有一定可靠性,可以为贫预混燃烧室的设计提供初期参考,降低试验成本。

关键词：贫预混燃烧室贫油熄火特性出口温度场污染物排放

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燃料预混特性对燃烧室燃烧特性的影响

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推进技术 2016年第11期37卷 2114-2119页

作者：邢畅邱朋华刘栗陈科峰孙强杨牧歌吴少华秦裕琨哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了获得燃烧室燃料预混特性和燃烧特性之间的变化规律,通过分析不同燃料分级方案对燃料预混特性的影响,对燃烧室在不同燃料预混特征数下的燃烧特性进行了实验研究。研究表明:在不同值班燃料比条件下,燃料预混特性变化对NOx生成量的影... 详细信息

为了获得燃烧室燃料预混特性和燃烧特性之间的变化规律,通过分析不同燃料分级方案对燃料预混特性的影响,对燃烧室在不同燃料预混特征数下的燃烧特性进行了实验研究。研究表明:在不同值班燃料比条件下,燃料预混特性变化对NOx生成量的影响趋势不同;在值班燃料比为30%和20%条件下,主燃料管的燃料喷射速度能够加强燃料预混均匀性;在值班燃料比为10%和5%条件下,主燃料管的燃料量越低,燃料预混均匀性越好;燃料预混特性变化对燃烧室出口平均温度、出口温度分布系数和总压恢复系数没有影响。

关键词：贫预混燃烧室燃料预混特性燃料分级燃烧特性氮氧化物

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入口流动参数脉动对燃气轮机燃烧室燃烧不稳定的影响

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航空动力学报 2015年第7期30卷 1561-1565页

作者：谢法张珊珊蒋洪德清华大学热能工程系燃气轮机研究所北京100084 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司北京100084

通过均匀搅拌器(PSR)模型研究了某型燃气轮机燃烧室入口流动参数脉动对燃烧不稳定的影响.研究结果表明:对于贫预混燃烧室(燃烧室工作在较低的入口当量比下)来说,当入口温度、入口气体流量和入口当量比的相对脉动幅值相同时,入口当量比... 详细信息

通过均匀搅拌器(PSR)模型研究了某型燃气轮机燃烧室入口流动参数脉动对燃烧不稳定的影响.研究结果表明:对于贫预混燃烧室(燃烧室工作在较低的入口当量比下)来说,当入口温度、入口气体流量和入口当量比的相对脉动幅值相同时,入口当量比的脉动对燃烧不稳定性的影响最大,其次是入口气体流量,而入口温度的脉动对燃烧不稳定性的影响相对较小.

关键词：燃气轮机贫预混燃烧室均匀搅拌器模型燃烧不稳定性入口流动参数脉动

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