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強化燃燒是多年來人們一直追求的目標之一:近年來一些研究者席生物質射流的對沖來強化煤的燃燒,取得了一定的效果E一3】.但是對射流對沖燃燒方式的機理和工作特性的研究,以前的分析模型都比較簡單,也沒有探討對沖燃燒方式對劣質煤的適應性.本文作者在所建的高強度燃燒試驗臺上對分宜劣質煙煤進行了燃燒試驗,測量了燃燒器二維等溫模型的湍流場,并對燃燒器的二維模型和三維兩相等溫流場進行了數值計算.
四、結果和討論
對大多數實驗工況,生物質均能及時著火并猛烈燃燒.表1和圖2給出了三種試驗工況及其氣體濃度和火焰溫度的測量結果.從圖2可見,火焰溫度(1400-1500qC)位于一次風與二次風之間的強烈攪拌區. 盡管三種工況的一次風過量空氣系數確£有較大差異,但從氣體濃度沿燃燒器長度的分布來看,在火焰長度接近0.5(m)處燃燒廈痊就已基本完成.一次風過量空氣系數僅對一次鳳攪拌區的燃燒反應有較瞻顯的影藕,燃燒器出口飛灰含碳量為16.47- 21.90%,相應飛灰燃盡率為68,3-78.o%.根據氣俸濃度分布估算,總的燃燒效率在90%以上,燃料在火焰中的升溫速率為l06(K/s)量緩.
分別為三維氣擔轉向對均速度分布、脈動速度分布、顆粒運動軌道及顆粒體平均濃度分布的數值預測結果.可以看到,一次風射流對沖碰撞后,在其上游和下游形成回流,碰撞點附近區域湍動十分強烈,脈動速度與射流出口速度之比可高達45-50%.顆粒運動軌道十分復雜,有相當一部分顆粒在慣性力作用下撞在燃燒器壁面主形成粘渣.顆粒體平均濃度分布一個最明顯的特點是,在一次風對沖點附近出現一個極高的濃度峰值,
通過對燃燒器二維等溫模型濺量結果和三維兩相流場數值預測結果的分斬,以得到如下重要結論:(1)四筏一次風射
流的高速對沖使一次風區的最水湍流渦旋尺度已達到生物質顆粒直徑的量級,生物質顆粒周圍的傳熱傳質薄膜受到極大破壞,從而使燃料的升溫速率及燃燒速率大大提高和強化;(2)由亍生物質在著滅區出現一個離濃度峰值,保證燃燒穩定的一次風過量空氣系數可以遠高于常規燃燒設備中的推薦餐;(筇射流對沖攪拌式生物質燃燒機的主要特點是一次風上下游煙氣回流、一次風區的高湍動和局部生物質高度富集;
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