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氢燃料非预混燃烧室点熄火实验研究
1
作者 冯留洋 王雅芬 +3 位作者 邬俊 符鹏飞 侯凌云 曹俊 《推进技术》 北大核心 2025年第6期166-176,共11页
为研究氢燃料非预混燃烧室的贫燃料点熄火性能,在单头部燃烧室上开展了不同换算参考速度下的点熄火性能实验研究,同时结合高速摄影获得的图像对点熄火过程进行了分析。结果表明,在换算参考速度2.32~5.72 m/s内,随着换算参考速度增加,点... 为研究氢燃料非预混燃烧室的贫燃料点熄火性能,在单头部燃烧室上开展了不同换算参考速度下的点熄火性能实验研究,同时结合高速摄影获得的图像对点熄火过程进行了分析。结果表明,在换算参考速度2.32~5.72 m/s内,随着换算参考速度增加,点熄火边界当量比均呈现近似线性递增的趋势,熄火边界比点火边界范围宽,最高点火成功当量比为0.065,最高熄火边界当量比为0.042。使用高速摄影分析了点火过程和熄火过程的火焰变化,点火过程无点火延迟现象,火焰均是快速经历反复多轮的强弱变化后才能稳定或熄火。 展开更多
关键词 氢燃料 换算参考速度 点火边界 熄火边界 非预混燃烧室
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贫油预混燃烧室燃烧稳定性的数值研究 被引量：12
2
作者 李祥晟 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期502-505,526,共5页
对工业燃气轮机所使用的典型贫油预混燃烧室内的不稳定燃烧特性进行了数值研究.应用非定常N-S方程,基于重整化群的RNGk-ε紊流模型及甲烷与空气的单步反应模型,数值模拟了某典型燃烧装置内2种条件下(空气入口速度分别为30和60 m/s)的气... 对工业燃气轮机所使用的典型贫油预混燃烧室内的不稳定燃烧特性进行了数值研究.应用非定常N-S方程,基于重整化群的RNGk-ε紊流模型及甲烷与空气的单步反应模型,数值模拟了某典型燃烧装置内2种条件下(空气入口速度分别为30和60 m/s)的气流流动和压力振荡特性.在2种情况下分别可观察到稳定燃烧和不稳定燃烧,数值再现了由于当量比的扰动产生的不稳定振荡燃烧,所得结果同实验结果吻合很好.在模拟的2种情况下,燃烧可以是稳定的或非稳定的,取决于燃料喷注位置到火焰前沿的迟滞时间.通过改变燃料喷注位置,可使得振荡情况发生变化.所得结果为振荡燃烧的进一步分析和有效控制提供了研究基础. 展开更多
关键词 预混燃烧室 不稳定燃烧 振荡燃烧
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天然气贫预混燃烧室值班喷嘴排放特性模拟研究 被引量：3
3
作者 张亚肖 邵卫卫 +3 位作者 田勇 刘勋伟 张哲巅 肖云汉 《热力发电》 CAS 北大核心 2020年第12期51-58,共8页
以某天然气贫预混燃烧室为研究对象,采用FGM燃烧模型耦合详细化学反应机理,研究了不同值班负荷比例下的燃烧室内流场、组分场、温度场和出口污染物排放特性。模拟分析了蒸汽稀释值班燃料对燃烧室NOx排放的影响。针对纯值班喷嘴燃烧工况... 以某天然气贫预混燃烧室为研究对象,采用FGM燃烧模型耦合详细化学反应机理,研究了不同值班负荷比例下的燃烧室内流场、组分场、温度场和出口污染物排放特性。模拟分析了蒸汽稀释值班燃料对燃烧室NOx排放的影响。针对纯值班喷嘴燃烧工况,从温度场和OH基浓度场分布等角度分析蒸汽稀释值班燃料对CO、NOx生成的影响。采用FR-ED燃烧模型耦合简化化学反应机理研究了设计工况下蒸汽稀释值班燃料对燃烧室出口CO、NOx排放的影响。结果表明:随值班负荷比例增大,燃烧室出口NOx排放逐步增加;采用蒸汽稀释值班燃料,值班火焰峰值温度降低约10%,出口NOx降低达88.5%,而CO变化不大。本文研究可为后续实际机组应用提供基础数据支撑。 展开更多
关键词 天然气贫预混燃烧室 值班负荷比例 蒸汽稀释值班燃料 CO/NOx排放 数值模拟
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燃料预混特性对燃烧室燃烧特性的影响 被引量：13
4
作者 邢畅 邱朋华 +5 位作者 刘栗 陈科峰 孙强 杨牧歌 吴少华 秦裕琨 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2114-2119,共6页
为了获得燃烧室燃料预混特性和燃烧特性之间的变化规律,通过分析不同燃料分级方案对燃料预混特性的影响,对燃烧室在不同燃料预混特征数下的燃烧特性进行了实验研究。研究表明:在不同值班燃料比条件下,燃料预混特性变化对NOx生成量的影... 为了获得燃烧室燃料预混特性和燃烧特性之间的变化规律,通过分析不同燃料分级方案对燃料预混特性的影响,对燃烧室在不同燃料预混特征数下的燃烧特性进行了实验研究。研究表明:在不同值班燃料比条件下,燃料预混特性变化对NOx生成量的影响趋势不同;在值班燃料比为30%和20%条件下,主燃料管的燃料喷射速度能够加强燃料预混均匀性;在值班燃料比为10%和5%条件下,主燃料管的燃料量越低,燃料预混均匀性越好;燃料预混特性变化对燃烧室出口平均温度、出口温度分布系数和总压恢复系数没有影响。 展开更多
关键词 贫预混燃烧室 燃料预混特性 燃料分级 燃烧特性 氮氧化物
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基于亥姆霍兹共振器的中心分级燃烧室燃烧振荡控制
5
作者 严熙成 韩猛 +4 位作者 韩啸 张弛 王建臣 何沛 高贤智 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3854-3862,共9页
中心分级贫油预混预蒸发(LPP)燃烧室被广泛用于航空发动机和燃气轮机中用于降低排放。但是此类燃烧室在运行过程中遇到了较多的燃烧振荡问题。研究了亥姆霍兹共振器对航空发动机中心分级LPP燃烧室中燃烧振荡的控制效果。实验在以液态航... 中心分级贫油预混预蒸发(LPP)燃烧室被广泛用于航空发动机和燃气轮机中用于降低排放。但是此类燃烧室在运行过程中遇到了较多的燃烧振荡问题。研究了亥姆霍兹共振器对航空发动机中心分级LPP燃烧室中燃烧振荡的控制效果。实验在以液态航空煤油为燃料的单头部模型燃烧室上开展,涉及中温中压和高温高压2种工况环境。基于声学仿真结果设计了紧凑的亥姆霍兹共振器,体积仅为80 mL和160 mL。实验结果表明,工作频率与燃烧振荡频率相近的亥姆霍兹共振器能显著降低振荡的幅值。中温中压实验中,在火焰分级比25.1%、头部当量比0.6的工况下,亥姆霍兹共振器能完全消除燃烧振荡;高温高压实验中,振荡幅值降低约90%。同时,设计合理的共振器在不同分级比下控制效果略有不同,振荡幅值下降幅度为69.9%~98.9%。另外,声学仿真结果显示,共振器的加入对系统的声学特征模态影响极小,与实验结果吻合。结构紧凑的亥姆霍兹共振器具有在航空发动机LPP燃烧室中抑制燃烧振荡的潜力。 展开更多
关键词 亥姆霍兹共振器 被动控制 燃烧振荡 贫油预混燃烧室 航空发动机
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过贫当量比下贫预混旋流燃烧室点火燃烧特性 被引量：2
6
作者 邢畅 邱朋华 +5 位作者 刘栗 陈希叶 赵文华 沈闻凯 吴少华 秦裕琨 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期63-68,共6页
为确保贫预混旋流燃烧室能在过贫当量比条件下具有良好的点火性能,基于不同的点火燃料比,对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比为0.013~0.502条件下的点火燃烧特性进行了实验研究.结果表明:在点火燃料比为10%、15%和20%条件下,贫预混旋流燃... 为确保贫预混旋流燃烧室能在过贫当量比条件下具有良好的点火性能,基于不同的点火燃料比,对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比为0.013~0.502条件下的点火燃烧特性进行了实验研究.结果表明:在点火燃料比为10%、15%和20%条件下,贫预混旋流燃烧室能够分别在当量比区间为0.063~0.251、0.042~0.377和0.050~0.502内成功点火,并通过实验结果拟合计算出最小点火当量比分别为0.063、0.039和0.011;而燃烧室在点火燃料比为5%条件下均点火失败;随着当量比的减小,由于空气流量的增加而导致燃烧室出口温升逐渐减小,燃烧室烟气排放中CH4和CO浓度增加,燃烧效率也随之降低;虽然燃烧室在高点火燃料比时能够在更贫的当量比条件下点火成功,但由于过多的空气流量而导致燃烧室燃烧效率降低和污染物排放增多.保持一定的点火燃料流量对贫预混旋流燃烧室在过贫当量比条件下高效快速启动十分有利. 展开更多
关键词 燃气轮机 贫预混旋流燃烧室 过贫当量比 点火过程 燃烧特性 点火燃料比
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合成气旋流预混燃烧的大涡模拟 被引量：14
7
作者 郑韫哲 朱民 姜羲 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期664-671,共8页
如何高效洁净地燃烧合成气是整体煤气化联合循环(IGCC)系统中面临的主要问题。利用旋流贫燃预混燃烧可以达到强化传热传质,提高燃烧反应效率,降低NOx等目的,但由于合成气中所含有的H2成分,同样面临燃烧不稳定问题。为了对合成气旋流预... 如何高效洁净地燃烧合成气是整体煤气化联合循环(IGCC)系统中面临的主要问题。利用旋流贫燃预混燃烧可以达到强化传热传质,提高燃烧反应效率,降低NOx等目的,但由于合成气中所含有的H2成分,同样面临燃烧不稳定问题。为了对合成气旋流预混燃烧室的燃烧不稳定性及污染物排放提供理论和数值上的指导,采用大涡模拟方法,对典型的旋流预混燃烧室中的合成气燃烧进行了模拟。结果显示,随着H2含量的增加,火焰缩短向上游发展,燃烧室下游涡破碎更加集中。较高的入口雷诺数,加剧了涡团破碎的程度和速度,同时影响中心回流区和几何回流区的大小及分布。随着当量比的减小,火焰褶皱程度加大,燃烧趋向不稳定。增大压力火焰长度会明显缩短,NOx排放量也会随之增大,但NOx的反应速率只有在较低压力下才会对压力变化比较敏感。 展开更多
关键词 合成气 旋流预混燃烧室 大涡模拟 涡破碎
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起动机驱动过程中微型燃气轮机燃烧室变工况燃烧特性 被引量：4
8
作者 邢畅 邱朋华 +5 位作者 刘栗 王辉 沈闻凯 吕亚锦 孙静怡 秦裕琨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期2367-2375,共9页
针对起动机驱动过程,基于由单级离心压气机、贫预混旋流燃烧室、单级向心涡轮和空冷变频起动机/发电机组成的单轴微型燃气轮机样机,进行了整机实验研究,以获得燃烧室在该运行过程中的变工况燃烧特性变化趋势。研究表明：由于燃烧室内燃... 针对起动机驱动过程,基于由单级离心压气机、贫预混旋流燃烧室、单级向心涡轮和空冷变频起动机/发电机组成的单轴微型燃气轮机样机,进行了整机实验研究,以获得燃烧室在该运行过程中的变工况燃烧特性变化趋势。研究表明：由于燃烧室内燃气温度较低,NO生成量近似为零,CO2排放浓度与燃烧效率随转速增加的变化趋势基本一致,而与CO排放浓度变化趋势正好相反。由于燃烧室出口平均温度主要受燃烧室进口空气温度、燃烧效率和当量比的影响,因此在起动机驱动过程中,燃烧室出口平均温度呈现与三者波动不一致的趋势。随着起动机转速增加,燃烧室总压恢复系数由于热阻损失和流动损失增加而减小。燃料化学反应过程不仅会影响压气机背压,并导致燃烧室进口空气温度和总压增大,而且会促使燃烧室进出口总压波动变大。燃烧室设计流阻系数在文中所涉及的运行参数和燃烧室无量纲结构参数条件下取值为35,可以满足燃烧室设计要求。 展开更多
关键词 微型燃气轮机 贫预混旋流燃烧室 起动机驱动过程 变工况燃烧特性 天然气
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化学反应时滞对燃烧不稳定性的影响
9
作者 王振林 李祥晟 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期494-499,共6页
对某实验贫油预混燃烧室内的不稳定燃烧的触发和特性进行了数值研究.应用非定常N-S方程,Realizable k-ε湍流模型和EDC燃烧模型,对燃烧室在燃用甲烷和氢气两种情形下的燃烧及压力振荡特性进行数值分析,在这两个情形中观察到了稳定和不... 对某实验贫油预混燃烧室内的不稳定燃烧的触发和特性进行了数值研究.应用非定常N-S方程,Realizable k-ε湍流模型和EDC燃烧模型,对燃烧室在燃用甲烷和氢气两种情形下的燃烧及压力振荡特性进行数值分析,在这两个情形中观察到了稳定和不稳定燃烧两种情况.研究表明:同一实验形体在相同计算条件下燃用不同燃料会获得不同的火焰振荡特性,这取决于燃料喷注位置到火焰前沿的化学反应时滞. 展开更多
关键词 稀燃预混燃烧室 燃烧不稳定 振荡 化学反应时滞
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