回转窑燃烧器喷头是烧制水泥、石灰和冶金球团等熟料的关键设备之一，燃烧器喷头性能的好坏将会直接影响到企业的生产效率和产品质量。四通道煤粉燃烧器喷头由于具有均衡的使用性能，在企业中得到广泛的应用。然而，随着市场竞争的日益加剧和环保意识的加强，同时为了降低生产成本，相关企业研发了五通道燃烧器喷头。作为一种新型燃烧器喷头，其在关键参数设计和工作时的配风工艺还未得到深入研究。本文运用Fluent流体仿真软件，对五通道燃烧器喷头附近的燃烧过程进行仿真，分析不同叶片结构、不同燃料工况条件下的流场分布规律，在此基础上对其结构和工艺配风参数进行优化设计。
本论文主要结论和创新点如下：
1）将四通煤粉燃烧器的仿真计算结果与文献中的试验数据进行对比，验证了数值仿真分析法在燃烧器结构优化设计中应用的可行性。
2）对比分析了四通道煤粉燃烧器喷头和五通道燃烧器喷头的流场分布规律，结果表明：同种工况条件下五通道燃烧器喷头在出口处形成的回流区更强，有利于燃料和空气的充分混合，保证燃料利用率的同时降低了氮氧化物的排放。
3）分析了叶片结构参数对五通道燃烧器喷头在出口处的流场分布规律的影响。结果表明：对五通道燃烧器喷头旋流动量影响最大的因素是燃气叶片的数量，其次是燃气叶片的角度，净风叶片的数量和角度对其影响相对较小；同时发现：由于五通燃烧器喷头具有双旋流叶片，双旋流叶片对喷头出口处的流场具有交互作用，因此，在喷头设计时应根据喷头通道截面优化设计叶片参数。
4）研究了五通道燃烧器喷头在三种不同燃料工况下，不同配风工艺参数对出口处流场分布规律的影响。结果表明：燃料工况的改变对五通道燃烧器喷头附近的燃烧结果影响很大，为了提高五通道燃烧器喷头在三种燃料工况条件下的燃料燃烧效率，对五通道燃烧器喷头的配风工艺参数进行了优化分析。结果表明：燃料工况不同，燃烧器喷头最优的配风工艺参数也不相同。为了清晰明了的描述分析结果，将三种燃料工况条件下优化设计结果对比列举如下：与五通道燃烧器喷头在煤粉与燃气混烧时的配风工艺参数相比，单独燃烧煤粉时应该降低中心风风速；单独燃烧燃气时应该提高中心风和旋流风风速，降低轴流风风速。
- 作 者：
- 黄灿超
- 学科专业：
- 机械工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 三峡大学
- 导师姓名：
- 吴刚
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
