基于可调谐半导体激光器吸收光谱的温度测量方法研究 被引量：39

1

作者 许振宇 刘文清 +8 位作者 刘建国 何俊峰 姚路 阮俊 陈玖英 李晗 袁松 耿辉 阚瑞峰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第23期232-239,共8页

介绍了基于半导体激光器作光源的吸收光谱测温技术研究和开发集成的系统,利用H_2O在1.4μm附近的吸收线对的线强比值来反演温度.介绍了该系统在实验室管式高温上的标定和开放炉管的测量验证,结果显示各设置温度下测量温度波动平均在50 ... 介绍了基于半导体激光器作光源的吸收光谱测温技术研究和开发集成的系统,利用H_2O在1.4μm附近的吸收线对的线强比值来反演温度.介绍了该系统在实验室管式高温上的标定和开放炉管的测量验证,结果显示各设置温度下测量温度波动平均在50 K左右.之后在CH_4/空气预混平焰炉上进行进一步验证,发现在吸收线7153.7 cm^(-1)长波一侧出现了HITRAN08中未给出的几条H_2O吸收和该吸收线重叠.HITEMP中在这些波长上有对应的吸收线给出,但对另一条选用的吸收7154.354 cm^(-1),给出的可对应吸收线中心频率和测量不一致.根据实验测量结果和HITRAN/HIlTEMP的对比,对选择吸收线对的位置和线强等参数继续采用实验室标定结果,并引入HlTEMP中给出的这些高温下表现出来的吸收线参数,在平焰炉不同当量比状态下做了测量对比. 展开更多

关键词 吸收光谱 温度测量 平焰炉

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燃煤碳烟生成的实验研究 被引量：8

2

作者 熊刚 李水清 +1 位作者 宋蔷 姚强 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1965-1968,共4页

本文利用Hencken型的平面燃烧器,以激光诱导白炽光(LII)和平面激光诱导荧光(PLIF)系统对燃煤碳烟的生成进行在线测量。对直径4～12 mm的煤柱颗粒开放式燃烧的OH和碳烟颗粒进行PLIF和LII的实验结果表明,燃煤形成碳烟和挥发分火焰几乎同... 本文利用Hencken型的平面燃烧器,以激光诱导白炽光(LII)和平面激光诱导荧光(PLIF)系统对燃煤碳烟的生成进行在线测量。对直径4～12 mm的煤柱颗粒开放式燃烧的OH和碳烟颗粒进行PLIF和LII的实验结果表明,燃煤形成碳烟和挥发分火焰几乎同时出现和消失,煤柱产生碳烟的持续时间约和煤柱颗粒的粒径的1.8次方呈正比。碳烟多在煤柱上方两翼产生,但是雷诺数大于100时会出现脱体造成分布的变化。燃煤产生的碳烟主要是在挥发分火焰的内部产生的,有时会出现集中喷射生成的现象。 展开更多

关键词 碳烟 燃煤 激光诱导白炽光 平面激光诱导荧光 平面火焰燃烧器

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平焰型粉煤气化炉热态流场分布特性的数值模拟 被引量：6

3

作者 冯子洋 刘臻 +3 位作者 管清亮 安海泉 方薪晖 彭宝仔 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期657-664,共8页

目前已有的气流床干粉气化技术所用的工艺烧嘴多为同轴射流形式(氧包煤或煤包氧),射流火焰较长,需要匹配较大高径比的气化炉燃烧室,为保障碳转化率与有效气(CO+H 2)含量,要求其设计的平均停留时间约为4~6 s(按粗合成气计算),这同时需要... 目前已有的气流床干粉气化技术所用的工艺烧嘴多为同轴射流形式(氧包煤或煤包氧),射流火焰较长,需要匹配较大高径比的气化炉燃烧室,为保障碳转化率与有效气(CO+H 2)含量,要求其设计的平均停留时间约为4~6 s(按粗合成气计算),这同时需要较大的燃烧室容积去满足要求,因此导致气化炉单体反应器的体积普遍较大,造价较高。为降低气化炉的投资成本,提出了一种顶置平焰型气化烧嘴的气化技术,该技术通过顶置3个烧嘴单元,将传统工艺烧嘴的单一烛形火焰变为较短的平面火焰,降低了火焰长度并提高了径向的反应空间。同时,平焰烧嘴的每个烧嘴单元均为中心1路煤线配合外围3路氧线的对撞流设计,在强化反应速率的同时降低平均停留时间,从而减小设备体积需求。利用CFD模拟软件Fluent分别建立平焰烧嘴和传统顶置同轴射流形式的单烧嘴气化炉三维模型,基于涡耗散概念模型(EDC)的方法对不同烧嘴形式气化炉内的燃烧与气化过程进行模拟,对比分析了包括流场分布、温度分布、平均停留时间、碳转化率等关键特征。结果发现,相比传统单烧嘴,由于3烧嘴单元射流场所拥有的大卷吸率(平焰烧嘴卷吸率Kvmax=3.2,单烧嘴Kvmax=1.3)有助于粉煤颗粒与氧气在燃烧室内的弥散混合,因此平焰型烧嘴的火焰长度降低,炉温分布更加均匀,温度峰值由单烧嘴的2400 K降低至平焰烧嘴的1950 K。更充分的颗粒弥散以及更均匀的温度分布有助于气化炉燃烧室容积的有效利用,同时撞击流形式的烧嘴单元所带来的撞击流可以更快地实现粉煤与气化剂的湍流混合,增加气化反应速率(距离烧嘴0.5 m碳转化率:平焰烧嘴=95.1%,单烧嘴=77.0%)。这些优势可以带来更小的气化炉设计体积或同比更高的处理量。将模拟结果与3 t/d的干粉中试结果进行对比,验证了模型的有效性,对于烧嘴及炉体的优化设 展开更多

关键词 煤气化 平焰烧嘴 对撞流 模拟 FLUENT 实验

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平焰燃烧器流场的数值模拟 被引量：3

4

作者 李朝祥 吴承勇 郭威 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第1期12-15,共4页

应用Fluent软件,研究平焰煤气燃烧器形成旋转射流方法和机理,采用标准k-ε模型对平焰燃烧器三维流场进行数值模拟。通过比较,数值计算结果与理论规律符合较好。可直观地显示平展气流的形成过程以及流速、压力和湍流的分布规律,为煤气平... 应用Fluent软件,研究平焰煤气燃烧器形成旋转射流方法和机理,采用标准k-ε模型对平焰燃烧器三维流场进行数值模拟。通过比较,数值计算结果与理论规律符合较好。可直观地显示平展气流的形成过程以及流速、压力和湍流的分布规律,为煤气平焰燃烧器的设计、研究提供了有效的研究方法和途径。用标准k-ε模型来预测旋转射流具有较高的准确性,通过数值模拟,可代替大量的实验探索,在很大程度上,缩小实验范围,节省人力物力,是一种经济有效的研究手段。 展开更多

关键词 平焰燃烧器 旋转射流 标准k—ε模型 数值模拟

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天然气平焰烧嘴的研究 被引量：2

5

作者 王璋保 张建国 章金法 《工业加热》 CAS 2000年第1期22-26,共5页

总结、叙述了 DNGP- 10 0天然气平焰烧嘴试验研究结果。研究了此烧嘴的平焰直径和厚度 ,讨论了回流区的最大直径和长度的变化 ,试验研究了回流区中心线上的负压分布。

关键词 天然气 平焰烧嘴 炉窑燃烧器 冶金炉

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煤粉燃烧过程颗粒物群平衡–反应器网络耦合模型研究

6

作者 王可轩 黄骞 +2 位作者 马鹏 杨远平 李水清 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3899-3905,共7页

煤粉燃烧过程的颗粒物生成机理复杂,且受流场影响显著,因此发展流场耦合的颗粒物生成模型对碳中和约束下火电机组灵活运行的颗粒物控制十分重要。本文提出了一种将描述颗粒物生成的群平衡模型框架与反应器网络模型耦合的建模方法,可在... 煤粉燃烧过程的颗粒物生成机理复杂,且受流场影响显著,因此发展流场耦合的颗粒物生成模型对碳中和约束下火电机组灵活运行的颗粒物控制十分重要。本文提出了一种将描述颗粒物生成的群平衡模型框架与反应器网络模型耦合的建模方法,可在适宜的计算量下刻画流场特性对颗粒演化动力学的影响。针对用于研究煤粉燃烧颗粒物演化的多元扩散平焰燃烧器,本文建立了一维级联的多反应器网络模型,表明可通过模型参数的调节准确复现流场关键温度分布特性。进而验证了群平衡–反应器网络耦合模型对煤粉燃烧过程的细颗粒物粒径分布特性具有良好的预测能力。 展开更多

关键词 煤粉燃烧 颗粒物 群平衡模型 反应器网络模型 平焰燃烧器

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结构参数对平焰燃烧器流场的影响 被引量：4

7

作者 王计敏 闫红杰 +2 位作者 周孑民 李世轩 贵广臣 《热科学与技术》 CAS CSCD 2011年第1期75-81,共7页

针对现有的天然气平焰燃烧器,采用RNGk-ε湍流模型和EDM燃烧模型,运用计算流体力学软件和建模工具对天然气平焰燃烧器流场进行了数值模拟,并应用五孔探针等工具对天然气平焰燃烧器冷态流场进行了测试,模拟结果分析表明：燃料径向喷出、... 针对现有的天然气平焰燃烧器,采用RNGk-ε湍流模型和EDM燃烧模型,运用计算流体力学软件和建模工具对天然气平焰燃烧器流场进行了数值模拟,并应用五孔探针等工具对天然气平焰燃烧器冷态流场进行了测试,模拟结果分析表明：燃料径向喷出、空气进口偏心距l/D为0.476、烧嘴砖曲率半径R/D为1.14~1.71、旋流数S为0.61~1.68、混合距离L/D为0.6~0.9时能获得较佳的燃烧效果（其中,D为燃烧器喷口直径）。通过分析比较模拟结果和试验结果,发现两者的分布规律基本一致,数据基本吻合,回流区和主流区基本相同,并且与理论分析一致,符合实际情况,说明了天然气平焰燃烧器流场数值模拟结果是真实可信的,可为天然气平焰燃烧器的工业应用提供重要参考依据,也为天然气平焰燃烧器的设计、研究提供了有效的研究方法和途径。 展开更多

关键词 平焰燃烧器 流场 数值模拟 结构参数 冷态试验 天然气

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单煤粉颗粒着火特性的激光辅助高速摄像测量 被引量：3

8

作者 卢科 栗晶 +3 位作者 王昱升 黄晓宏 罗威 柳朝晖 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期169-174,共6页

针对煤粉的着火特性,基于平面火焰燃烧器,应用自行开发的连续激光辅助高速摄像的测量方法对煤粉颗粒的着火过程进行了连续捕捉,系统地研究了空气条件下着火过程中的单煤粉颗粒的尺寸、形貌、温度和着火延迟特性.研究发现环境温度1 800 ... 针对煤粉的着火特性,基于平面火焰燃烧器,应用自行开发的连续激光辅助高速摄像的测量方法对煤粉颗粒的着火过程进行了连续捕捉,系统地研究了空气条件下着火过程中的单煤粉颗粒的尺寸、形貌、温度和着火延迟特性.研究发现环境温度1 800 K的空气气氛下,粒径分布为74～98μm的神华烟煤为均相着火;煤粉颗粒析出的挥发分首先氧化燃烧并形成球形的包覆火焰;待挥发分消耗后,继而发生煤焦异相的着火燃烧;煤粉颗粒温度分布进一步证明了煤焦燃烧是非均匀的. 展开更多

关键词 单煤粉颗粒 着火特性 平面火焰燃烧器 光学诊断

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不同煤种下单颗粒煤粉着火特性研究 被引量：2

9

作者 陈前云 王昱升 +2 位作者 栗晶 卢科 柳朝晖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2052-2058,共7页

煤粉颗粒的着火特性研究对于工业锅炉中煤的高效清洁利用和燃烧器稳定安全的运行具有十分重要的作用。本文基于平面火焰燃烧器,搭建了连续激光辅助高速摄像的光学测量系统,并结合自行开发的颗粒识别与追踪算法、着火时间判定方法、双色... 煤粉颗粒的着火特性研究对于工业锅炉中煤的高效清洁利用和燃烧器稳定安全的运行具有十分重要的作用。本文基于平面火焰燃烧器,搭建了连续激光辅助高速摄像的光学测量系统,并结合自行开发的颗粒识别与追踪算法、着火时间判定方法、双色测温法等方法,开展了对不同煤种着火方式、着火延迟、着火温度等特性的研究。结果表明:烟煤和褐煤的着火方式为均相着火,且褐煤在脱挥发分过程中存在煤粉颗粒破碎的情况,而无烟煤的着火方式为异相着火;煤等级越低的煤着火延迟时间越短,着火时颗粒温度越低,着火越容易。 展开更多

关键词 平面火焰燃烧器 高速摄像 单颗粒煤粉 着火特性

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平焰燃烧器间流场相互作用的数值研究 被引量：1

10

作者 王计敏 杨步云 李文科 《工业加热》 CAS 2007年第4期41-44,共4页

为了优化加热炉中多个平焰燃烧器间的燃烧性能,以两个平行平焰燃烧器为研究对象,采用修正的-湍流模型,遵循简单化学反应系统,采用的湍流燃烧模型为涡团耗散模型,使用计算流体力学软件对其流场进行模拟,分别从不同气流旋转方向,研究了不... 为了优化加热炉中多个平焰燃烧器间的燃烧性能,以两个平行平焰燃烧器为研究对象,采用修正的-湍流模型,遵循简单化学反应系统,采用的湍流燃烧模型为涡团耗散模型,使用计算流体力学软件对其流场进行模拟,分别从不同气流旋转方向,研究了不同燃烧器间距对速度、压力、温度分布的影响。分析表明:当气流反向旋转时燃烧器的间距(/)为11.43～15.24或当气流同向旋转时燃烧器的间距为15.24～19.05时,都能够显著提高炉内物体的加热质量。可为平焰燃烧器的工业应用提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 平焰燃烧器 数值模拟 流场 平行

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双旋流平焰烧嘴的数值模拟 被引量：1

11

作者 潘小兵 孙兆虎 《工业加热》 CAS 2007年第3期47-50,共4页

为改善常规混合煤气平焰烧嘴性能,使之在更大的调节比下保持火焰形状为圆盘状,并保证对尽可能多的不同热值的混合煤气的适应性能,使用Fluent软件对实验用200 m3/h双旋流平焰烧嘴的空气旋流器、煤气旋流器等局部结构以及整体燃烧情况进... 为改善常规混合煤气平焰烧嘴性能,使之在更大的调节比下保持火焰形状为圆盘状,并保证对尽可能多的不同热值的混合煤气的适应性能,使用Fluent软件对实验用200 m3/h双旋流平焰烧嘴的空气旋流器、煤气旋流器等局部结构以及整体燃烧情况进行了模拟分析;得到了平焰烧嘴的温度分布、燃烧组分的浓度和流场的等参量的详细结果,模拟计算的结果与实验测试结果吻合。这些工作对改进烧嘴的设计和系列化有较强的指导作用,并显示了CFD软件在烧嘴优化设计和研究中的作用。 展开更多

关键词 平焰烧嘴 数值模拟 双旋流

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14.7m^2台车炉技术改造与探讨

12

作者 刘兴兵 许宏平 《特钢技术》 CAS 2004年第3期56-57,共2页

简述锻钢分厂 14 .7m2 台车炉改造前的使用情况及改造的必要性 ;阐述了主要改造方案 ,以及改造后对钢材的加热质量的改善、产量的提高、节能降耗等方面所取得的显著效果。

关键词 台车炉 技术改造 使用情况 改造方案 加热质量 节能降耗

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高效节能型锻造炉的设计

13

作者 杨峻松 《工业加热》 CAS 1999年第6期42-43,共2页

介绍了安钢机械制造公司锻造炉的结构特点，应用ＳＬ型煤气平焰烧嘴、ＧＨ－１ 型辐射对流换热器的实践经验及改烧混合煤气后的效果。

关键词 锻造炉 节能型 设计 辐射对流换热器

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烃类蒸汽转化炉燃烧器的研究与应用

14

作者 徐凯 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期73-76,共4页

针对KBR烃类蒸汽转化炉炉顶燃烧器工况恶化的现状,数值模拟计算了燃料组分、混合方式对燃烧特性的影响,对燃烧器形式及结构参数等关键因素进行了研究。在原有"燃料分段"加"烟气再循环"技术的基础上,提出了"空... 针对KBR烃类蒸汽转化炉炉顶燃烧器工况恶化的现状,数值模拟计算了燃料组分、混合方式对燃烧特性的影响,对燃烧器形式及结构参数等关键因素进行了研究。在原有"燃料分段"加"烟气再循环"技术的基础上,提出了"空气分段"加"烟气再循环"的国产化改造方案。将原有"圆筒型燃料器"改造为新型超低NO_x排放设计的"扁平式燃烧器"。通过改造,燃烧状况得到明显改善,达到了节能减排的目的。 展开更多

关键词 烃类蒸汽转化炉 扁平式火焰 燃烧器 NOx 国产化改造

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氨煤混燃过程中单颗粒煤粉着火特性 被引量：3

15

作者 吴梓秋 黄骞 +3 位作者 马鹏 杨远平 司桐 李水清 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期108-115,共8页

开展绿氨与煤混燃有助于双碳目标下的火电降碳,在炉内掺烧技术逐步实现增大掺氨比过程中,煤粉颗粒着火特性是影响氨煤混燃机组宽负荷灵活运行的关键因素。针对氨与煤粉混合给料的掺烧技术路径,利用新型两级平焰燃烧器开展了氨煤混燃过... 开展绿氨与煤混燃有助于双碳目标下的火电降碳,在炉内掺烧技术逐步实现增大掺氨比过程中,煤粉颗粒着火特性是影响氨煤混燃机组宽负荷灵活运行的关键因素。针对氨与煤粉混合给料的掺烧技术路径,利用新型两级平焰燃烧器开展了氨煤混燃过程单颗粒煤粉着火特性研究。利用高速摄影和背光法,通过图像分析获得了不同工况(载气掺氨比、环境氧浓度)下准东煤粉颗粒着火模式和着火延迟时间。研究发现,非掺氨工况下颗粒着火过程由非均相着火模式主导,而掺氨可增大均相颗粒着火模式的煤粉颗粒比例。同时,增大掺氨比,煤粉在脱挥发分阶段破碎的比例增大。同时,通过构建含有氨总包燃烧反应的一维暂态煤粉着火模型,可较好复现氨对煤粉颗粒着火特性的影响:在中心还原气氛下影响较小;而中心氧体积分数为0.1、0.2时,掺氨显著降低单颗粒着火延迟时间,这主要是由于氨火焰提高了煤粉颗粒的加热速率。 展开更多

关键词 氨煤混燃 着火延迟时间 煤粉着火模式 两级多元扩散平焰燃烧器 高速摄影

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直接火焰燃料电池热应力分析及性能研究 被引量：2

16

作者 王雨晴 史翊翔 +1 位作者 余先恺 蔡宁生 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期238-244,共7页

针对直接火焰燃料电池建立了二维有限元分析模型,对由于火焰温度分布不均匀而引起的燃料电池热应力进行分析,并利用Weibull方法对其失效概率进行了计算.火焰温度的不均匀分布极大提高了燃料电池的失效概率,因此均匀分布的火焰温度对于... 针对直接火焰燃料电池建立了二维有限元分析模型,对由于火焰温度分布不均匀而引起的燃料电池热应力进行分析,并利用Weibull方法对其失效概率进行了计算.火焰温度的不均匀分布极大提高了燃料电池的失效概率,因此均匀分布的火焰温度对于直接火焰燃料电池的稳定运行至关重要.本文设计并构建了一个基于Hencken型平焰燃烧器的新型直接火焰燃料电池装置,以甲烷为燃料,利用Hencken型平焰燃烧器产生稳定且均匀分布的平面富燃扩散火焰.在不同燃料流速下测定了电池性能,电池最大功率密度达到400,W/m2. 展开更多

关键词 直接火焰燃料电池 火焰均匀性 热应力 Hencken型平焰燃烧器

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低氮烧嘴在H型钢加热炉上的应用实践

17

作者 李光磊 郭建岗 《山西冶金》 CAS 2023年第3期140-142,共3页

为实现氮氧化物超低排放的环保要求,长钢轧钢厂进行了H型钢加热炉烧嘴的改造实践,主要从型钢加热炉现有状况、NO_(x)超标的主要原因、改造原则以及燃烧器的改造措施等几个方面入手,分析型钢加热炉低氮燃烧烧嘴的改造效果。经改造实践后,... 为实现氮氧化物超低排放的环保要求,长钢轧钢厂进行了H型钢加热炉烧嘴的改造实践,主要从型钢加热炉现有状况、NO_(x)超标的主要原因、改造原则以及燃烧器的改造措施等几个方面入手,分析型钢加热炉低氮燃烧烧嘴的改造效果。经改造实践后,NO_(x)的排放达到国家与山西省生态环境厅规定的排放标准,保证了NO_(x)排放量在80 mg/m~3以下。 展开更多

关键词 氮氧化物 低氮燃烧 低氮平焰烧嘴 低氮调焰烧嘴

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旋流式平焰燃烧器特性的数值模拟 被引量：2

18

作者 刘颖杰 谢安国 +1 位作者 吕子强 程文杰 《冶金能源》 北大核心 2007年第6期45-47,共3页

用CFD软件模拟得到了旋流式平焰燃烧器工作时在实验炉膛内的温度场、速度场和污染物浓度场分布状况。通过模拟结果分析了结构参数和操作参数对平焰燃烧器温度场、速度场和污染物浓度等特性的影响。

关键词 平焰燃烧器 旋流 数值模拟

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WQ－10型煤气平焰烧嘴的试验研究 被引量：1

19

作者 蒋杨虎 金承瑛 +5 位作者 肖坤伟 肖世华 乔树嘉 丁翠娇 张茂杰 万晓丹 《钢铁研究》 CAS 1996年第6期34-40,共7页

对ＷＱ－１０型煤气平焰烧嘴进行了各种尺寸的１１冷态和热态试验，确定了结构尺寸，并取得了空气和煤气的Ｐ－Ｖ特性曲线。煤气流量在５０～７６０ｍ３／ｈ，空气消耗系数在１．０２～１．１２范围时，平火焰稳定，烟气中ＣＯ含量低于... 对ＷＱ－１０型煤气平焰烧嘴进行了各种尺寸的１１冷态和热态试验，确定了结构尺寸，并取得了空气和煤气的Ｐ－Ｖ特性曲线。煤气流量在５０～７６０ｍ３／ｈ，空气消耗系数在１．０２～１．１２范围时，平火焰稳定，烟气中ＣＯ含量低于０．１％，噪音低于８５ｄＢ（Ａ）。 展开更多

关键词 平火焰 烧嘴 煤气 试验 轧钢 加热炉

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炉顶平焰炉供热负荷变化对流场的影响 被引量：6

20

作者 潘良明 刘成全 +2 位作者 辛明道 何川 伍成波 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期734-737,共4页

１引言平焰燃烧器自六十年代问世以来，已广泛使用在各种加热炉上。它具有较多的优点，诸如温度场均匀，压力场均匀，可显著降低炉膛高度等。但平焰燃烧器的供热负荷与加热炉的炉型参数的匹配关系，仍是许多设计人员感到棘手的问题之一... １引言平焰燃烧器自六十年代问世以来，已广泛使用在各种加热炉上。它具有较多的优点，诸如温度场均匀，压力场均匀，可显著降低炉膛高度等。但平焰燃烧器的供热负荷与加热炉的炉型参数的匹配关系，仍是许多设计人员感到棘手的问题之一［１］，有必要从理论上对其进行研究... 展开更多

关键词 平焰燃烧器 湍流模型修正 热工特性

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