优秀研究生学位论文题录展示

高温空气燃烧装置的优化及仿真

专 业: 热能工程
关键词: 回流 搅拌 燃烧器 流场 燃烧装置 燃烧技术
分类号: TK17
形 态: 共 96 页 约 62,880 个字 约 3.008 M内容
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内容摘要


该文从研究燃烧器结构入手,即燃烧器结构如何影响炉膛内流场进而影响燃烧组织状况,从根本上认识和解决蓄热燃烧的关键问题,因此该文是立足于基础研究的角度来探索高温空气燃烧技术,因而有着重要的研究价值和实用价值。

该文从数值模拟和实验两个方面,对蓄热式加热炉燃烧器的几何结构和炉膛内的流场进行子研究,利用ANSYS软件对所选四种工况下的流场进行数值模拟,并对燃烧器进行了优化,为了检验数值模拟的准确性,采用优化后的燃烧器结构设计实验模型进行了相应的实验。

从数值模拟结果和实验结果的对比分析中得出二者相吻合,因此该文的数值计算是可信的。

为了弄清在空煤气流量一定的情况下,空煤气喷口的相对位置如何影响炉膛内流场,该文对四种工况中的每种工况都进行了多组计算。

通过分析多组计算结果,可以看出随着空煤气喷口间距的不断增大,回流区对流场的搅拌作用逐渐增强,但是当空煤气喷口间距增大到一定程度,回流区会使煤气流股偏离空气流股,二者很难接触,不利于燃烧,因此在空煤气喷口间距变化的过程中,存在一个比较合理喷口问距,此时的燃烧器结构达到较优。

该文对四种工况下的流场进行计算后,对应得到四种合理的燃烧器结构。

该论文的关键是利用现代数值模拟技术研究加热炉炉膛内流场的回流问题,合适的烟气回流将会强化炉膛内的搅拌,达到整个容积内的流场均匀,降低氧浓度,抑制NOx生成,同时适当延长燃料在炉膛内的停留时间,有利于燃烧完全保护蓄热体,提高其使用寿命……

全文目录


文摘
英文文摘
主要符号说明
引言
1高温空气燃烧技术的产生及发展
1.1高温空气燃烧技术的产生
1.2高温空气燃烧技术的研究及发展
1.2.1高温空气燃烧技术在国际上的研究与发展
1.2.2高温空气燃烧技术在国内的发展和存在的问题
1.2.3高温空气燃烧技术的发展与数值模拟技术的结合
1.3小结
2文献综述
2.1高温空气燃烧技术
2.1.1高温空气燃烧技术的燃烧机理
2.1.2高温空气燃烧系统的工作过程
2.1.3高温空气燃烧技术的主要优点
2.2高温空气燃烧技术的低NOx排放的基本原理
2.2.1 NOx的危害
2.2.2 NOx的生成机理
2.2.3高温空气燃烧技术降低污染,抑制NOx生成的基本原理
2.3高温空气燃烧的关键技术
2.4高温空气燃烧技术的应用与研究趋势
2.4.1新型高温空气燃烧锅炉
2.4.2高温空气气化工艺
2.4.3高温空气燃烧技术与高温温差发电一体化系统
2.5小结
3蓄热式加热炉炉膛内流场的数值计算
3.1数值模拟区域的确定及计算模型几何结构
3.1.1数值模拟区域的确定
3.1.2计算模型几何尺寸的确定
3.2冷态数学模型的建立
3.2.1湍流输运系数模型
3.2.2流动主要控制方程的建立
3.3有限元法的基本思想与区域离散化
3.3.1有限元法的基本思想
3.3.2有限元法的区域离散化
3.4利用ANSYS软件进行计算
3.4.1利用ANSYS软件计算过程
3.4.2计算结果及优化
4冷态物理实验
4.1实验原理和目的
4.1.1实验原理
4.1.2实验目的
4.2实验方案
4.2.1影响因素
4.2.2空煤气流量的确定
4.2.3空、煤气管道间距L的确定
4.3测量仪器及原理
4.4球形五孔探针测量速度的方法
4.4.1两次旋转法
4.4.2一次旋转法
4.4.3不旋转法
4.5本实验采用的测量方法
5仿真结果与实验结果的分析
5.1仿真结果分析
5.2实验结果分析
5.3二维仿真结果与实验结果的对比分析
5.3小结
6结论
6.1数值模拟与实验的一致性
6.2结论
6.3论文缺憾
参考文献
附录1:工况计算结果
附录2:实验数据记录

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中图分类: > TK17 > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 工业用热工设备

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