《脉动燃烧技术》PPT课件

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1、脉动燃烧技术主要内容1.脉动燃烧的发现2.脉动燃烧技术简介3.脉动燃烧技术的研究1.脉动燃烧的发现1.1脉动燃烧的发现不稳定燃烧：产生压力振动会唱歌的火焰：1777年Dr.Higgins对音乐“敏感的火焰”：上世纪中叶LeConte脉动燃烧1.脉动燃烧的发现1.2脉动燃烧两个基本激励过程：燃烧可以在某种条件下激发燃烧器中的声学脉动；反过来，声脉动可以改变燃烧的特性。燃烧与声振之间存在着相互依存的关系，即所谓的热-声耦合。对这种热声相互转换和耦合作用的研究逐渐发展成了一个新的学科领域——脉动燃烧。1.脉动燃烧的发现1.3脉动燃烧的发展

2、1900年Gobble申请了第一个脉动燃烧装置的德国专利1906年Esnault一Pelterie申请了机械膜片式自激振荡脉动燃烧器法国专利1908年Lorin设计了脉动燃烧喷气发动机1909年Marconnet研制出了不使用机械式单向阀门，而采用一个带扩散段的空气动力阀、可用于产生推进动力的脉动燃烧器1931年，德国人Schmidt研制出了用于产生推力的脉动燃烧装置，申请了德国专利。1.脉动燃烧的发现Schmidt的研究成果在第二次世界大战中，被德国用于V-1导弹的推进器，并用于轰炸伦敦的战役中。1933年F.H.Reynst申请

3、了一个名为“CombustionPot”的专利，它是脉动燃烧技术最早的研究成果，其实质是一种在脉动状态下燃煤的炉子。2.脉动燃烧技术简介2.1脉动燃烧脉动燃烧是指声振条件下发生的一种周期性的燃烧过程。在燃烧区内，表征这个过程的状态参数，如温度、压力、气流速度及热释放率等稳态变量都随时间周期性波动。2.脉动燃烧技术简介2.2脉动燃烧的特点脉动燃烧最根本的特点是燃烧器中的气流脉动强化了燃烧器及尾管中颗粒与颗粒之间、颗粒与气流之间的质量、动量和能量传递，具体表现为：2.脉动燃烧技术简介优点：（1）燃烧强度高，效率高（2）传热效率高（3）排

4、烟污染小（4）结构紧凑，节省固定投资2.脉动燃烧技术简介缺点（1）噪声（2）振动2.脉动燃烧技术简介2.3脉动燃烧器2.3.1脉动燃烧器工作原理脉动燃烧器的工作循环由以下4个基本过程组成2.脉动燃烧技术简介2.3.2脉动燃烧器分类（1）Schmidt型2.脉动燃烧技术简介（2）Helmholtz型2.脉动燃烧技术简介（3）Rijke型在Rijke管中激发起基波振型的关键在于，金属网对管内气体的加热在管内建立起由下面进入、从上面排出的一股稳态气流。2.脉动燃烧技术简介2.4脉动燃烧技术的应用（1）喷气推进和燃气涡轮（2）加热、采暖锅炉

5、（3）脉动燃烧干燥（4）焚化、煅烧领域3.脉动技术的研究3.1Rijke型脉动燃烧器试验研究Rijke型脉动燃烧器结构简单，负荷调节范围大，在燃用固体燃料方面表现出燃烧充分、燃烧效率高、污染排放少等优点，使其可以用于各种成分的块煤、煤粉及木质废料的燃烧。可控的脉动燃烧能够提高氧化物向液体和固体燃料表面的扩散能力，从而提高反应物与燃烧产物的混合程度，提高燃烧效率。3.脉动技术的研究3.1.1Rijke型脉动燃烧器中固体燃料脉动燃烧特性研究（1）压力幅值和振动频率Ferreira研究管径0.2m管长可调L=2400mmL=3200mm颗

6、粒大小2~4mm振动频率和压力幅值随时间的变化3.脉动技术的研究Torres研究不同长径比、不同空气速度下压力幅值和脉动频率随空燃比的变化压力幅值在燃料点燃12~16min后得到最大值，且随着试验的进行有所降低，振动幅值的最大值对应着燃料供给速度的最大值；脉动频率基本不随燃料供给速度和空燃比的变化而变，而随长径比L/d的增加而降低。3.脉动技术的研究在脉动燃烧条件下，由于颗粒燃烧生热与压力振动之间的时间延迟，压力振动幅值并不是在燃烧开始时就达到最大，而是存在一定的时间差。这个时间差和燃料的种类，即燃料的放热特性有关。而且在幅值达到最

7、大后，由于燃料在燃烧过程中在燃烧床位置处有少量的颗粒集聚，增加了系统的声损失，所以压力幅值有所下降，但幅值变化较小。3.脉动技术的研究压力幅值在空气流速较大时也较大，并不随燃烧器长径比的变化而变化。这是因为对于一定能够的空燃比，空气流速较大时，热量释放率也较大，从而有更多的能量可用于产生声振；但振动频率只与燃烧器的管长有关系，与操作条件无关。3.脉动技术的研究（2）燃烧效率Carvalho等测定了煤燃烧过程中CO、CO2浓度随时间的变化情况，并由此计算出了燃烧效率随时间的变化关系；Ferreira和Torres等给出了在两种燃烧器长

8、径比下燃料燃烧效率随空燃比的变化情况；Zinn和Carvalho等的试验中给出了不同供煤速度下的声压、燃烧方式及燃烧效率的变化情况。3.脉动技术的研究影响燃烧效率的因素①燃料种类：燃料特性②空气流速：最佳空气流速值较小不足以克服燃烧床