空气引射式燃烧室的无焰燃烧特性分析
2012-01-22齐东东王力军
沈阳航空航天大学学报 2012年5期
齐东东,王力军
(沈阳航空航天大学 a.航空航天工程学部(院);b.能源与环境学院,沈阳110136)
无焰燃烧(Flameless Combustion)在欧洲称为缓慢燃烧(Mild Combustion)或者无焰氧化FLOX(Flameless Oxidation),在日本称其为高温空气燃烧HiTAC(High Temperature Air Combustion)。该技术自上世纪90年代初提出以来,由于在极大提高燃料利用率的同时又能有效降低污染物的排放,倍受世界各国政府、国际研发机构以及工业界的高度重视,并相继开展了研究。对于基于来流空气温度或常温空气温度的无焰燃烧,一般从燃烧条件和燃烧特性方面描述无焰燃烧的内涵。在燃烧条件方面,如果来流空气温度高于燃料的自点燃温度,为高温空气燃烧HiTAC;在燃烧特性方面,如果火焰区的最高温升低于空气的来流温度,或者燃烧室内的空间归一化温差变化小于15%,也称为无焰燃烧[1]。无焰燃烧无明显火焰锋面、火焰透亮,具有空间弥散反应特征:燃烧室温度分布趋于均匀化和NOx等污染物低排放[2-3]。
当前,无焰燃烧从应用基础理论研究到工业应用已经有20多年的发展历程,在工业领域的应用从天然气等气体燃料拓展到轻油和重油等液体燃料、以及煤粉和生物质等固体燃料的燃烧[4-5]。助燃空气温度从1000K以上的蓄热高温空气扩展到来流空气或者常温空气[6]。当前,发达国家无焰燃烧在应用领域内的研究热点已拓展到燃料电池[7]和航空动力[8-9]等高科技领域。
我国部分高校和研究院所在上世纪90年代开始跟踪国外的高温空气燃烧技术,并相继开展了工业领域无焰燃烧技术的研究[10]。……
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