稀释热伴游ch4h2射流扩散火焰的数值模拟

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1、中国科学技术大学硕士学位论文。叠妻聋热能工程林其钊教授二。一四年五月十五日IillllilIIIUIIIliIIIIIY2590077UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’Sdegreeof●lnJilongDengthermalengineeringProf．LinQizhaoMay15m，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研

2、究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定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，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等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、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。叮公开口保密(——年)作者签名：叠丝新签名：签字日期：／。摘要MILD燃烧技术全称为Moderate＆Intense

3、LowOxygenDilutionCombustion，表示在稀释条件下的一种温和燃烧模式。MILD燃烧技术能够显著降低反应区的最高温度，减少污染物的排放，并且使反应发生在较大的区域，甚至整个燃烧室，使整体燃烧效率得到提高，是一种典型的高效低污染燃烧技术。热烟气伴流作为氧化剂，高速中心射流作为燃料，是实现MILD燃烧的一种重要途径。本文将主要通过对Adelaide大学的热伴流射流燃烧器进行简化，采用自定义的K-￡模型(其中C1，=1．6)，并且选择基于详细化学机理Gri．Mech3．0的EDC模型对CH4／H2混合燃料热伴流射流燃烧过程进行数值模拟，并将模拟结果与实验结果比较，验证数值模型

4、的合理性。通过改变热伴流氧浓度，研究在稀释射流火焰中氧浓度对燃烧效率和污染物排放的影响。结果表明，反应区的最高温度和CO排放量随着热伴流氧浓度的增大呈线性增长的关系，而NO的排放量则呈指数增长。所以对于稀释热伴流射流MILD燃烧过程的实现，增加伴流氧浓度，会使反应区的温升变大，同时大大增加污染物CO和NO的排放，所以应尽量降低热伴流的氧浓度，对于本文中的燃烧器，当热伴流氧浓度选择3％时，实现了MILD燃烧。通过对热伴流温度影响的研究发现，对于热伴流射流扩散火焰MILD燃烧，其伴流温度应高于混合物的着火点，一般应高于1000K，使化学反应发生；当伴流温度升高时，化学反应效率提高，在一定伴流温

5、度时，到达最大值；继续升高伴流温度，将会降低化学反应效率，同时化学反应中的CO和NO也会大量生成，造成污染物的大量排放。所以对于热伴流射流MILD燃烧过程，应选择适当的伴流温度，对于本文中的CH4／H2混合燃料的热伴流射流MILD燃烧，其伴流温度取1250K为宜。关键词：MILD；射流燃烧；热伴流；EDC；数值模拟2ABSTRACTModerateandIntenseLowOxygenDilution(MILD)Combustionisamoderatecombustionmodeundertheconditionofthedilution．MILDcombustiontechnology

6、cansignificantlyreducethemaximumtemperatureofreactionareaandemissionsofpollutants，andthereactionoccursinthelargerarea,eveninthewholecombustionchamber,andthentheoverallreactionefficiencyisalsoimproved．Itisatypicalhighefficiencylowpollutioncombustiontechnology．Hotfluegascoflowasoxidantandthecenterhi

7、gh-speedjetasfuel，isanimportantwaytoachieveMILDcombustion．BysimplifyingtheuniversityofAdelaidejetburner，thisarticleusesthecustomK-￡model(q。=1．6)，andselectsEDCmodelbasedonadetailedchemicalmechanismGri．Mech3．0tosim