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题名空气射流特征对纯氨旋流燃烧火焰影响规律
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作者
谢智成
徐义书
张凯
余荣浩
韩金克
刘小伟
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机构
华中科技大学煤燃烧与低碳利用国家重点实验室
江西省投资集团有限公司能源技术研究院
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出处
《洁净煤技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期85-98,共14页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2023YFB4005702)
太原理工大学煤炭清洁高效利用国家重点实验室基金资助项目(MJNYSKL202303)。
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文摘
氨是理想能源,为更好利用纯氨燃料,开发适用纯氨燃料的燃烧器,通过数值模拟对某10 kWth天然气旋流燃烧器进行三维建模,并对其纯氨燃烧和氮氧化物排放性能进行计算及仿真分析,探讨空气射流特性对火焰形态、温度分布、NO生成及排放的影响规律,以优化燃烧器纯氨燃烧能力。燃烧早期,旋流对燃料和空气混合影响大,而燃烧后期湍流强度对该过程影响大。发现通过增大空气射流孔面积(由12.8 mm^(2)增至19.2 mm^(2))、增加空气射流角度(由15°增至30°)均可增强旋流强度,促进燃料和空气混合,促进氨燃料快速着火和稳定燃烧,缩短着火距离。但过大的射流角度可能导致空气和燃料出现短暂分离,推迟混合过程,延长着火距离。此外,减小射流孔面积、增大射流角度还将增强燃烧器喷嘴附近湍流强度,促进氨燃料和空气混合燃耗,产生局部高温区,导致NO生成浓度升高。经对比优化,空气射流孔面积19.2 mm^(2)、射流角度15°、射流速度19.83 m/s时纯氨燃烧器实现稳定低NO燃烧,着火距离0.024 m、火焰长度0.446 m,NO生成峰值浓度和排放浓度分别降至443×10^(-6)和37.7×10^(-6)。
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关键词
氨燃烧
数值模拟
旋流燃烧器
预热解
NO
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Keywords
ammonia combustion
numerical simulation
swirl burner
pre-pyrolysis
NO
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
TK174
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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