生物燃油燃烧机的设计及喷嘴雾化特性仿真研究

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1、万方数据学校代码：10225学号：S14189学位论文生物燃油燃烧机的设计及喷嘴雾化特性仿真研究指导教师姓名：申请学位级别：论文提交日期：授予学位单位：张绍群王述洋硕士刘天龙副教授东北林业大学教授东北林业大学2014年4月东北林业大学学科专业：机械制造及其自动化论文答辩日期：2014年6月授予学位日期：2014年6月答辩委员会主席：孟祥彬研究员论文评阅人：聋j参栉景大学万方数据UniversityCode：10225RegisterCode：S14189DissertationfortheDegreeofMasterBio-·o

2、ilBumerDesignandNozzleAtomizationCharacteristicsSimulationResearchCandidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：DateofOraIExamination：University：LiuTianlongAssociatePro．ZhangShaoqunPro．WangShuyangMasterofEngineeringMachineryManufacturin

3、gandAuto-mationJune2014NortheastForestry万方数据摘要随着经济和社会的飞速发展，传统化石能源的保有量逐渐减少，给环境带来压力日益显著，所以人们对优质绿色能源的需求变得格外迫切。生物燃油作为新兴的可再生能源，由于其具有能量密度高、易储存与运输、燃烧产物符合绿色环保等特点已经得到了世界各国政府的高度关注，使得制取和提炼生物燃油的技术得到了充分的发展。实现生物燃油利用的最大化对缓解全世界的石油压力以及环境压力都有着重要的意义。本文是以国家863高技术项目“斜板槽式低能耗精控加热型生物质快速裂解制生

4、物燃油及混合乳化燃料新技术”为基础，根据东北林业大学生物质能工程技术中心所研制的生物燃油为样本，对适用于工业中的生物燃油燃烧机进行研发设计。本文通过分析，对生物燃油的理化特性和燃烧特性进行较为深入的研究；在拟定喷油量的前提下，确定燃烧机的功率为2000kW，燃烧效率在90％以上；将燃烧机划分为各个系统组件，分别对其进行详细的设计理论计算；从燃烧产物、燃烧噪声以及燃烧效果等方面对生物燃油燃烧机进行完善和强化：应用Pro／e软件对生物燃油燃烧机整机进行三维建模；最后应用Fluent软件对影响生物燃油燃烧机喷嘴雾化特性优劣的因素进行仿

5、真分析。本文经过详细地燃烧计算弥补生物燃油燃烧理论方面的欠缺，得到其燃烧所需空气量为6．37m3／l唔，燃烧产生烟气量为6．23m3／kg，燃烧温度为1840℃；提出双喷嘴并联式喷油的设计方案；设计出一种能够满足生物燃油燃烧所需空气量的配风装置；确定以带传动作为燃烧机主要的传动方式；结合射流理论设计出一种出口直径为260mm的扩压器式燃烧室；完成生物燃油燃烧机Pro／e的建模；讨论雾化剂对喷嘴雾化特性的影响，总结出对于生物燃油这类黏度较大的燃油必须要使用高压空气作为雾化才能达到良好的雾化效果，并做出其体积分布、速度矢量以及压强分

6、布等云图，雾化后的小液滴的速度为30．9m／s。本文通过对生物燃油燃烧机的Pro／e建模以及其雾化喷嘴进行Fluent仿真模拟，为这种燃烧设备的市场化生产打下了基础。本文对生物燃油燃烧机设计理论的探索实为首创，为今后这种燃烧设备的二代产品开发提供了理论参考，极大地丰富了生物燃油的应用，对缓解我国的石油压力有重要的意义。关键词生物燃油；燃烧机；设计理论；Pro／e建模；Fluent仿真万方数据AbstractAbstractWhhtherapiddevelopmentofeconomicandsocial，thepressuref

7、romtheownershipoft-raditionalfossilfuelandenvironmentbecomesmoreandmoresignificant．Sopeople’Sdemandforhighlyqualitygreenenergybecomesparticularlyurgent．Asanemergingrenewableenergy,bio·oilhasgottheattentionofgovernmentsaroundtheworldinorderthattheproductionandrefining

8、forbio—oilgotthefullydevelopment，becauseofitspeculiaritysuchashighenergydensity,storedandtransportedeasily,greenandenvironmentalcom