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MILD燃烧技术全称为Moderate& Intense Low Oxygen Dilution Combustion,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κ-ε模型(其中C1ε=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。