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《微旋一次风和上下二次风交叉射流流场特性的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、研究论文微旋一次风和上下二次风交叉射流流场特性的实验研究赵凯,曹欣玉,丁宁,杨亮,周俊虎,黄镇宇,刘建忠,岑可法(浙江大学,浙江杭州310027)[摘要]相互平行的自由射流组中,由于射流间的相互混合和影响,使射流组中每一个射流和单个的自由射流的流动规律有很大差异。通过冷态模化试验,研究了矩形喷口的二次风对具有预燃室的直流和旋流组合的同轴环形射流一次风水煤浆燃烧器流动特性的影响,此研究有着十分重要的理论和实际意义。[关键词]微旋一次风;二次风;水煤浆燃烧器;射流组;流动特性[中图分类号]TK223.2[文献标识码]A[文章编号]10023364(2003)11003
2、506在燃烧装置中,往往使用的不是1个燃烧器,而是表1各工况原始参数1组,其最根本的空气动力结构是1列相互平行的自一次中心风单个二次一次风中心风二次风项目由射流组所构成的射流。由于射流间的相互混合和影风流量流量风流量喷口速度喷口速度喷口速度3-13-13-1-1-1-1响,使射流组中每1个射流和单个的自由射流的流动/m·h/m·h/m·h/m·s/m·s/m·s工况1913.4243.5022.3610.270规律有很大差异,其流动过程复杂,尤其针对大型水煤工况2913.4243.51959.422.3610.2732.75浆燃烧器,尚需进一步深入研究。本文主要研
3、究二次风对一次风水煤浆燃烧器流动特性的影响。二次风为矩形喷口的直流射流,一次风燃烧器为直流和旋流组合的同轴环形射流组(外环为直流的一次风,内环为旋流的中心风)。1试验方法图1一次风燃烧器模型冷态模拟实验台以某水煤浆电站锅炉(410t/h)原测试仪器为三孔探针、电子微压计,同时用烟花示型燃烧器为基准,遵循几何相似、自模化和动量比相等踪作定性观察。原则,模化比为1∶3,一次风燃烧器的旋流中心风的计算旋流强度Ω=1.504。模型示意见图1、图2。2试验结果及分析分别进行了单独一次风100%工况(工况1)和一次风加上下二次风的100%工况(工况2)的试验。各分别测量了垂直
4、于射流的各截面,距喷口的距离工况原始参数见表1。为折合无量纲距离x/D相应为0、0.167、0.333、1、3、收稿日期:20021211作者简介:赵凯(1968),男,曾在辽河油田热电厂和沈阳煤炭设计研究院从事电厂运行和设计工作,现为浙江大学工程热物理专业博士生,主要从事煤和水煤浆的燃烧理论与技术的研究。热力发电·2003(11)nz研究论文图5距燃烧器出口0.333D截面轴向速度分布图2一、二次风模型燃烧器射流组5,D为一次风喷口内径。对于工况2的流场,通过一次风射流中心进行了水平和垂直两个方向的测量,分别简称为工况2(水平)和工况2(垂直)。2.1轴向速度场
5、图6距燃烧器出口1D截面轴向速度分布图3～图8给出了各截面切向速度ωt分布。图3燃烧器出口截面轴向速度分布图7距燃烧器出口3D截面轴向速度分布图4距燃烧器出口0.167D截面轴向速度分布图8距燃烧器出口5D截面轴向速度分布根据平行射流组的理论,相应于本试验射流起始段为沿射流方向距离喷口截面0.167D至0.333D之段为沿射流方向距离喷口截面0D至0.167D之间。基间。由于预燃室的存在,在一次风燃烧器出口截面处已本段为沿射流方向距离喷口截面0.333D之后。过渡经形成了回流区。二次风加入后,由于射流间相互混合n{热力发电·2003(11)研究论文的影响,使得平行
6、射流组中的一次风射流与单独的一次风燃烧器射流的流动规律发生了变化,特别是当射流组在离喷口一定距离处汇合后,由于相互的混合作用,使速度场产生了较大变化。二次风对一次风射流垂直于射流组合方向的流场的流动规律影响不大,但对于射流组方向的一次风流场的规律有很大影响,在距喷口0.333D处,二次风开始和一次风射流混合,至1D处,一次风射流的边界处轴向速度增加较快,这是由于初始混合阶段伴随动量和质量交换的强烈的湍流图9燃烧器出口截面切向速度分布扰动所致;1D至3D处,混合后的一次风流场的轴向速度已经趋于均匀化,而在5D处单独的一次风流场的轴向速度尚未完全均匀。2.2切向速度场
7、图9～图13给出了各截面切向速度ωt分布。起始段:燃烧器出口处,垂直方向的最大切向速度小于水平方向,最大切向速度出现位置较单纯的一次风射流更靠近射流中心,距喷口0.167D处,垂直方向的切向速度的减小较水平方向表现更为显著,二者的图10距燃烧器出口0.167D截面切向速度分布最大切向速度都小于单纯一次风射流的最大切向速度,这是由二次风和一次风射流之间根部漩涡的挤压和补气作用导致。过渡段:由于强烈的混合扰动和引射作用,垂直方向的切向速度在最高值出现点的外侧,开始大于水平方向的切向速度,气流旋转受二次风的阻力影响,最大切向速度值小于单纯一次风射流;随混合平稳,到发展段
8、后,水平方
