新型低no_x燃气燃烧器的数值模拟与实验研究

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1、学校代号10536学号12106010580分类号TQ546密级公开硕士学位论文新型低NOx燃气燃烧器的数值模拟与实验研究学位申请人姓名吴雪晴所在学院长沙理工大学指导教师陈冬林教授学科专业动力工程及工程热物理研究方向洁净燃烧理论与新技术论文提交日期2015年5月学校代号：10536学号：12106010580密级：公开长沙理工大学硕士学位论文新型低NOx燃气燃烧器的数值模拟与实验研究学位申请人姓名吴雪晴导师姓名及职称陈冬林教授培养单位长沙理工大学专业名称动力工程及工程热物理论文提交日期2015年5月论文答辩日期2015年5月2

2、5日答辩委员会主席廖胜明教授NumericalModellingandExperimentalInvestigationonNewLow-NOxGasBurnerbyWuXueqingB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinPowerEngineeringandEngineeringThermop

3、hysicsinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorProfessorChenDonglinMay,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。＂作者签名；矣嗦＾曰期年月＞曰１学位

4、论文版权使用授权书本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，同意学校保留并向国家有关部口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。本人授权长沙理工大学可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Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密仁］。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）

5、：作者签名：日期年［月２日］＞＾５导师签名日期：丰月日＾摘要在“西气东输”、“煤改气”政策的推广以及天然气作为一种优质、高效、清洁能源在各行各业所展现出来的潜力的背景之下，以实现气体燃料低NOx排放为目的，综合现有的低NOx燃气燃烧技术中的燃料分级、烟气再循环以及多点分散燃烧技术，设计了新型低NOx燃气燃烧器及其实验系统，并对其进行了速度场、温度场及燃烧产物中NOx含量变化规律的数值模拟和实验研究工作。设计并制造出十二种不同结构的新型低NOx燃气燃烧器。查阅国内外相关文献，在前人关于燃气的清洁高效燃烧技术的研究基础

6、上，总结燃气燃烧过程中NOx的生成机理，综合使用已有的燃料分级、烟气再循环和多点分散燃烧控制技术，设计出了新型低NOx燃气燃烧器，该燃烧器具有多点分散燃烧的长火焰、炉内热负荷分布均匀以及超低NOx生成的特点。为与新型低NOx燃气燃烧器形成对比，还设计了传统燃气燃烧器。开展新型低NOx燃气燃烧器和传统燃气燃烧器的数值模拟工作。建立了以燃气燃烧器的设计尺寸为标准的几何物理模型，对其进行网格划分，根据燃烧器的热负荷和环境参数设定数值模型的初始边界条件，根据各方程的收敛标准对残差进行设定，对计算收敛后的结果进行输出。对计算区域分别取x

7、z和yz两个平面作为参考平面，分析了新型低NOx燃气燃烧器和传统燃气燃烧器的速度场、温度场以及NOx浓度场，并得出结论，新型低NOx燃气燃烧器能够有效的降低燃烧室内温度，从而降低燃烧产物中NOx的含量，从数值模拟方面验证了新型低NOx燃气燃烧器能实现天然气的高效低污染燃烧。对新型低NOx燃气燃烧器和传统燃气燃烧器进行实验研究。通过在燃烧室内进行燃烧试验并测量各测点的温度，推断出各工况下燃烧室内的温度分布，并对烟气中NOx排放量进行测量，得出12中燃烧器结构中的最佳结构类型，并开展针对该类型燃烧器的过剩空气系数和负荷适应性的实验

8、研究。最后得出以下结论：新型低NOx燃气燃烧器具有良好的燃烧特性，能够实现工业锅（窑）炉烟气中NOx的超低排放，且其燃烧特性几乎不受过剩空气系数以及负荷的影响。本课题为燃气工业锅（窑）炉根据本身的结构特点以及应用需要，在对新型低NOx燃气燃烧器进行选择使用的过程中提供理论依据