带直流孔旋流燃烧室火焰稳定和燃烧强化研究

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1、分类号学号M201170956学校代码10487密级硕士学位论文带直流孔旋流燃烧室火焰稳定和燃烧强化研究学位申请人:朱旭仁学科专业：热能工程指导教师：李仁府教授答辩日期：2014年1月万方数据ThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchofflamestabilizationandcombustionintensificationinanovelcombustorwithslottedswirlerCandidate:ZhuXurenM

2、ajor:ThermalPowerEngineeringSupervisor:Prof.RenfuLiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary，2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本

3、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要旋流器是旋流燃烧室内的一个重要部件，它的工作性能会直接影响燃烧室的性能。从扩压器过来的空气流，经过旋流器进入火焰筒后，形成一股具有轴向、切向和径向分

4、速的三维旋转气流，由于空气粘性作用，旋转扩张的进气流把火焰筒中心气体带走，使中心区气体变得稀薄，压力降低，在轴线方向存在着逆主流方向压力差，轴向逆向压力梯度大得足以发生沿轴线的逆向流动，并建立起回流区来稳定火焰，从而使旋流器成为控制火焰的一种手段。在本文中，研究了一种新型的带直流孔旋流燃烧室。带直流孔旋流燃烧室设计的中心思想是在旋流器上均匀的开出六个直流孔，从而使小部分空气携带燃油直接进入燃烧室的中心回流区，并在回流区内最理想的着火环境中点燃这部分燃气，形成一个点火源。这个高温点火源将作为值班火焰为燃烧室的点火和火焰稳定提供源源不断的热量。通过在一个实验台架上测量带直流孔旋流燃烧室和

5、普通旋流燃烧室的速度分布，用以分析二者流场的异同。通过测量温度和污染物排放以对比二者的火焰特性和燃烧效率。同时，通过仿真对比了实验测量结果。实验和仿真结果表明：由于带直流孔旋流燃烧室上的直流孔，在燃烧室内形成了一个高温的永恒点火源，这个点火源提高了燃烧室内的火焰稳定；改善了火焰特性；并使得油气分布更均匀，混合强度更大，从而燃烧得到了强化；直流风的进入，降低了回流区中心负压，从而降低了压力损失；带直流孔旋流燃烧室的火焰更集中在燃烧室中心，从而壁面与喷嘴的温度要比普通旋流燃烧室的低，从而延长了火焰筒与喷嘴的寿命。最后，本文还研究了带直流孔旋流燃烧室的燃烧强化和火焰稳定性的机理。关键词：旋

6、流燃烧室；回流区；火焰稳定；燃烧强化；带直流孔旋流器I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractAsoneofthekeycomponentsofswirlcombustor,swirlerplaysanimportantroleonflamestabilizationandcombustionintensificationofthecombustor.Inswirlcombustor,oncomingairflowisrotatedanddividedintoradial,axialandtangentialcomponentsbyswirler.Duetotheairvis

7、cosity,gasinthecenterofchamberistakenintomainflowbytherotatingandexpandingoncomingair,resultsinararefiedairandlowpressureregioninthecenterofchamber,therebybackflowisgeneratedduetotheadversepressuregradientinchamber.Thisregioniscal