Энергия и энергетика сегодня

Горение в закрученном потоке

Измерения показывают, что имеется силь­ная перемежаемость внутри и вокруг рециркуляционной зоны, что свидетельствует о ее нестационарном характере. Проведены также измерения в слое смешения стесненного турбулентного диффузионного факела. Распределения продольной и окружной осредненных по времени скоростей, среднеквадратичных значе­ний пульсации скорости, распределение плотности вероятности показывают, что осредненные и нестационарные характеристики поля течения существенно изменяются при вариации давления на выходе из камеры сгорания и закрутки воздуха на входе. Эти изменения заметно влияют на выбросы загрязняющих ве­ществ. Обнаружен существенный вклад крупномасштабных пульсации в суммарное среднеквадратичное значение турбу­лентных пульсации скорости. Влияние крупномасштабных пульсации приводит к отличию случайного процесса от гауссо­ва и к существенной анизотропии турбулентности в большей части начального участка. Отмеченное обстоятельство показы­вает, что модели турбулентности, основанные на гипотезе о локальном равновесии, неадекватно описывают физические процессы в потоке с горением

В настоящее время для потоков с горением, особенно для стесненных потоков, имеется значительное количество данных о зависимости величины потока массы, вовлеченной в рецирку-ляционное движение, от параметра закрутки.Рассмотрим вначале свободные те­чения за вихревой горелкой. Сравнивая результаты, получен­ные в условиях с горением и без него, можно заметить, что горение приводит к значительному уменьшению величины потока массы, вовлеченной в рециркуляционное дви­жение, особенно при соотношении расходов топлива и воздуха, близких к стехиометрическому, и при предварительном пере­мешивании компонент. Помимо этого рециркуляционная зона в потоке с горением короче и шире, чем в холод­ном потоке. Начало рас­пада вихря и зарождение рециркуляции происходят при

Сравнение границ зоны обратных токов при различных значениях параметра закрутки в потоке с горением предвари­тельно перемешанных компонент приведено на рис. 4.4. При увеличении параметра закрутки от 0,7 до 1,25 увеличиваются как ширина, так и длина зоны. То же самое должно наблю­даться и в изотермическом потоке, т. е. с ростом параметра закрутки длина зоны обратных токов должна увеличиваться. Следует заметить, что за лопаточным завихрителем без втулки: зоны обратных токов длинные и узкие, и потому та­кие завихрители обычно не применяются. За кольцевым лопа­точным завихрителем зона обратных токов при тех же пара­метрах закрутки значительно шире и короче. Для стабилиза­ции пламени весьма желательно, чтобы зона обратных токов была короткой и компактной, поскольку в длинной зоне рециркуляция холодных продуктов сгорания приводит к уменьшению полноты сгорания и сужению пределов срыва пламени. На характеристики течения за вихревой горелкой, так же как на характеристики изотермического течения, влияет степень стеснения потока, причем определяющими здесь являются такие параметры, как отношение диаметра горелки к диаметру топки, коэффициент избытка воздуха и выходной диаметр топки. При достаточно высоких интенсивностях закрутки в потоке с горением, так же как и изотермическом потоке, образуется пристенная веерная струя, периферийная рециркуляционная зона исчезает и пламя прилипает к лицевой стенке камеры. Этот эффект должен иметь место при параметрах закрутки

Перейти на страницу: 1 2 3

Back to Top