商用燃气灶具有热负荷较大的特点，广泛应用于学校、机关单位、酒店以及餐厅等各大餐饮场所。目前市场上的商用燃气灶普遍存在以下问题:燃烧不充分，烟气中有害气体CO含量较高，污染环境;燃烧效率、热效率低，热效率一般不超过35％，能源利用率较低;绝大部分需要使用风机，噪声大，在厨房等狭小的空间内显得尤为突出，长期实用之后危害操作人员的身心健康。为了有效地解决以上问题，研究出一款新型的节能环保商用燃气灶刻不容缓。本课题主要对研究优化的新型燃气灶进行有限体积法数值模拟分析，热工实验，以证实其设计的合理性，旨在找到提高商用燃气灶效率，使其更加节能环保的思路和方法。具体内容如下:
课题分析了传统商用燃气灶的缺点，从结构出发，针对基本的燃烧原理，结合前人的研究成果，提出一种新型预混和燃烧结构。通过采用全预混燃烧方式，设计全预混燃烧器和高效全预混引射器。根据常用的商用燃气灶功率22kW，设计出长为428mm，预混室管径为48mm，最佳燃气压力为77.55kPa的单喷嘴全预混引射器，研发一种合理实用的新型商用燃气灶。
根据引射器的影响因素对其进行不同工况的冷态模拟分析，在最佳工况下对新型商用燃气灶进行热态模拟分析。冷态模拟主要分析不同引射压力条件下引射器内流体的压力场、速度场，验证其在理论设计工况下可行性;热态模拟主要分析了新型燃气灶在理论设计工况下的燃气空气混合气体的压力场、速度场、温度场以及烟气中主要成分的含量。新型商用燃气灶炉膛中心温度为2100K左右，排放烟气中的可燃物与氧气含量都基本为0，基本实现了完全燃烧。通过模拟分析，验证了新型全预混引射式商用燃气灶的合理性。
在实验条件下，对引射器进行不同工况冷态实验测试，对新型商用燃气灶与传统商用燃气灶的热效率、排烟特性等性能对比测试。实验结果显示，引射器在设计工况下性能最佳，新型商用燃气灶的平均热效率可达46％，烟气中的CO含量为50-100ppm;而传统燃气灶的平均热效率只有36％，烟气中的CO含量高达6000ppm。新型商用燃气灶热效率高于传统燃气灶，有害物排放量较传统商用燃气灶更低。
最后从模拟和实验结果看出，对于优化设计出的商用燃气灶在燃气压力为77.55k的工况下，预混效果良好，燃烧效率、热效率高，有害物气体排放量少;在保证了其热效率高于传统燃气灶的前提下，新型燃气灶去除了风机，降低了能耗的同时极大地降低了噪声污染。具有节能和环保的双重功效。
本课题为研究优化合理实用的商用燃气灶提供了一种研究思路与方法，可以指导工程实际应用。
- 作 者：
- 卢坚伟
- 学科专业：
- 动力工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 广东工业大学
- 导师姓名：
- 刘效洲汪俊柏
- 学位年度：
- 2016
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
