通过数值模拟方法研究了不同氧化剂(O2/N2、O2/CO2和O2/H2O)和燃烧器出口氧浓度(21％～30％)对15kW实验炉内甲烷非预混中度与极度低氧稀释(moderate or intense low-oxygen dilution,MILD)富氧燃烧的流场、燃烧场及湍流-化学相互作用的影响.研究结果表明,不同稀释剂下炉内流动和烟气卷吸情况几乎相同,但在炉内反应方面存在较大差异.各稀释剂下炉内燃烧温度和CO、OH浓度的高低顺序为:N2＞CO2＞H2O.而且,N2稀释时炉内存在集中的高温区(＞1800K),且温度和组分浓度随氧浓度增大而快速升高.而CO2或H2O稀释时炉内温度、组分分布均匀,且对氧浓度变化不敏感.另外,相比CO2或H2O稀释,N2稀释下反应区内的层流火焰速度和Damk?hler数(Da)更大,且随氧浓度的升高而急剧增加,30％氧浓度下已经进入传统薄反应区燃烧模式.而 CO2或H2O的稀释可以显著降低层流火焰速度,增长化学反应时间,减小Da数,在高氧浓度下依旧保持在分布式反应区,即MILD燃烧区.因此,相比N2稀释,CO2或H2O稀释下更有利于建立MILD富氧燃烧.
中度与极度低氧稀释富氧燃烧 非预混 稀释剂 氧浓度 湍流-化学相互作用