摘要：MILD燃烧是低氧稀释条件下的一种温和燃烧模式。在炉内实现该燃烧(特别烧燃气和轻油)时，整个炉膛透亮，无局部高温火焰存在，故又称之为无焰燃烧”(Flameless Combustion)或“无焰氧化”(Flameles Oxidation, FLOX）。MILD燃烧技术同时实现了极低的NOx排放和高的燃烧热利用效率，被国际燃烧界誉为21世纪最有发展前景的燃烧技术之一。

MILD燃烧实现的几个基本条件，即烟气回流比例、混合物的温度达到燃料的自燃点温度之上且流体流动速度高于火焰传播速度等均需进行详尽的研究。本文针对甲烷在实验室规模的平行流炉内燃烧过程，利用商业数值软件FLUENT，选取正确的物理模型和数学模型（尤其是燃烧模型），通过不同条件下的组分浓度分布、温度分布和流场分布，揭示炉内冷态流场及热态流场，进行烟气回流比例对MILD燃烧特性的影响规律研究。

关键词：MILD燃烧  平行流  燃烧模型  数值模拟

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1 背景-1

1.1.1 MILD燃烧概念-1

1.1.2 MILD燃烧概念的目的及意义-1

1.2 MILD燃烧理论研究状况-1

1.2.1 空气预热温度-2

1.2.2 燃料喷射速度-3

1.2.3 空气/燃料喷嘴布置-3

2 数值模拟-5

2.1 模型设置-5

2.1.1 空气预热温度-5

2.1.2 燃料喷射速度-6

2.1.3 空气/燃料喷嘴布置-6

2.2 数值模拟-7

2.2.1 空气预热温度-7

2.2.2 燃料喷射速度-8

2.2.3 空气/燃料喷嘴布置-9

2.3 燃烧模型-10

2.3.1 k-ε模型-10

2.3.2 灰气体加权和(WSGG)模型-11

3 结果与讨论-12

3.1 空气预热温度-12

3.1.1 流场图-12

3.1.2 NOX和CO排放-13

3.2 燃料喷射速度-14

3.2.1 喷射行为和燃料/氧化剂混合-14

3.2.2 NOX和CO排放-15

3.3 空气/燃料喷嘴布置-15

3.3.1 流场图-15

3.3.2 NOX和CO排放-17

4 结论-18

4.1 空气预热温度-18

4.2 燃料喷射速度-18

4.3 空气/燃料喷嘴布置-18

参考文献-20

致谢-22