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低热值生物质气生物质燃烧机的影响因素及优化的数值模拟
摘要：对3种低热值生物质气生物质燃烧机进行了全尺寸的三维燃烧数值模拟，比较了热态下不同燃烧器出口的流动和燃烧特性。结果表明：部分预混生物质燃烧机射流刚性好，中心回流区逆向速度*大，主流直径*小，燃烧温度*高，且高温区域分布广。进一步研究了喷口型式对部分预混生物质燃烧机燃烧效率的影响，得出了该生物质燃烧机的*佳喷口形式。
本文所研究的3种生物质燃烧机为工业实际装置，以煤矿井下抽放生物质气[11为燃料。该生物质气经SC-2000气相色谱仪分析，其所含主要可燃成分是CH4，体积分数在30%～32%之间；其余是N2和C02等不可燃气体。生物质气低位热值约为11000 kJ /ri3。决定混合气体燃烧特性的主要因素是可燃气体浓度，利用CH4体积比为30%的混合气体对上述生物质燃烧机进行研究是可行的。
生物质燃烧机按照燃烧方式可分为完全预混式燃烧器、部分预混式生物质燃烧机和扩散式生物质燃烧机。其内部是复杂的三维流场，物理模型实验研究受实验条件的限制，无法对生物质燃烧机的燃烧状况及流场得到全面的了解。随着湍流流动和燃烧模型的不断完善以及计算机技术的飞速发展，数值模拟逐渐成为研究燃烧器的燃烧、流动等问题的常用方法。本文建立燃烧器完整真实的三维几何结构，对3种生物质燃烧机在100%热负荷下进行了全尺寸的燃烧数值模拟，并进一步研究了生物质燃烧机的*佳结构形式。