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题名氢燃料微混燃烧器燃烧特性研究
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作者
史润
胡宏斌
杜娟
关睿
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机构
江苏大学流体机械工程技术研究中心
中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室
中国科学院大学
国家管网集团联合管道有限责任公司西部分公司
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出处
《热能动力工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期127-136,共10页
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基金
中国科学院战略先导科技专项(XDA29050500)。
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文摘
针对带中心钝体的四喷嘴微混燃烧器,运用ANSYS FLUENT软件,采用热态小火焰生成流形的方法对燃烧器模型进行数值模拟,并与实验研究相结合,研究了甲烷/氢气混合燃料(体积组分40%CH_(4)-60%H_(2))微混燃烧条件下的燃/空掺混,流场、温度场、火焰形态及污染物排放等基础燃烧特性。研究结果表明:微混燃烧器采用空气和燃料径向进气的结构有利于燃/空掺混,在燃烧器出口的掺混均匀性指数达到0.959;燃烧器钝体结构处存在较明显的小型中心回流区,有助于火焰稳定;当量比在0.4~0.8范围内,火焰根部稳定附着在微混喷嘴的出口,火焰彼此相互独立,实验中燃烧器火焰形态与仿真OH^(*)场分布基本一致;绝热火焰温度在1500~2050 K范围内,模型燃烧室出口NO_(x)排放浓度均低于16×10^(-6),CO排放浓度均低于11×10^(-6),表明该微混燃烧器的污染物排放水平较低且燃烧效率极高。
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关键词
燃气轮机
氢燃料
低污染燃烧
微混燃烧器
中心钝体结构
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Keywords
gas turbine
hydrogen fuel
low-pollution combustion
micro mixing burner
center blunt body structure
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分类号
TK16
[动力工程及工程热物理—热能工程]
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题名单管微混燃烧器燃料/空气掺混规律研究
被引量：3
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作者
仇园
张哲巅
雷福林
张永生
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机构
华北电力大学能源动力与机械工程学院
中国科学院先进能源动力重点实验室(工程热物理研究所)
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出处
《热能动力工程》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期62-71,共10页
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基金
国家科技重大专项(2019-Ⅲ-0018-0062)。
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文摘
为了使应用于燃气轮机的单管微混燃烧器实现清洁燃烧,达到降低污染的效果,采用数值模拟的方法,从影响单管微混燃烧器燃/空掺混均匀性的几何参数入手,分析了几何参数与掺混均匀性的问题,研究了微混燃烧器中非反应流动以及燃/空分配对掺混均匀性的影响,形成了单喷嘴微混设计方案。三维模拟模型基于如下设计参数建立:空气孔径D_(a)为2~5 m、空气孔间距S为5~11 m、第1排空气孔与燃料主流入口平面距离L_(1)为3~35 m、流速V为50~70 s。结果表明:混合质量并不直接取决于空气孔直径D_(a)的大小,而是与燃空射流动量比有关;空气孔间距S对均匀度的影响较小,且与最短预混段长度L呈三次多项式的关系;L_(1)的长度与预混段长度在给定区间内呈现四次多项式的关系;流速V、空气孔直径D_(a)、射流深度H三者可呈现出一个函数关系,可由已知量推测未知量的范围。基于上述研究结果,在合适的几何尺寸下,单管微混燃烧器可以得到较高的混合质量,压损较小的情况下,使燃/空掺混均匀性更好。
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关键词
燃气轮机
微混燃烧器
燃料/空气掺混均匀性
CH
均匀性指数
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Keywords
gas turbine
micro mixing burner
fuel/air mixing uniformity
CH4
uniformity index
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分类号
TK471
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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