1 .扩散燃烧器喷口设计
一般情况下, 对于气体非预混扩散燃烧, 其燃烧器的喷口大多采用圆形。扩散燃烧火焰结构主要取决于燃料流量和喷口直径。近年来许多研究者考虑改变燃烧器出口形状来控制扩散火焰结构。对于相同的直径圆形喷口, 如果采用渐缩式圆形喷口, 其火焰结构长度和 NO x 排放将会发生变化, 随着喷口速度的增加, 渐缩喷口的火焰长度大于普通直圆形喷口, 其 NO x 排放也略高于普通直圆形喷口扩散式燃烧。
Qu inn等人通过将三角形喷嘴和圆形喷嘴的射流流场对比发现, 对于同样的流量, 不规则形状喷嘴射流能明显提高射流流体的刚性, 从而使射流流动混合加强, 提高射流稳定性, 这是一种极其简单的提高射流稳定性的措施。M I等研究核对了 9种不同结构的喷口射流流场特性,总的来说, 非圆形结构喷口射流的湍流扰动强于普通等直圆形喷口射流, 射流将卷吸更多边界气流, 其中, 等腰三角形结构的喷口中心速度降低得*快, 说明射流扰动混合效果*强, 射流过程湍流强度*强, 射流刚性也*强。
2. 不同结构同轴射流燃烧器
为了提高扩散火焰的燃烧性能, 增强和控制火焰刚性, 在一定程度上降低污染排放, 很多气体燃烧器都采用同轴射流不同开口形式的扩散火焰燃烧器的结构形式。美国劳伦斯国家重点实验室开发了弱旋流的超低 NO x 排放的气体燃烧器, 通过一定的侧板倾斜旋转结构设计, 达到改变空气和燃料的混合结构, 从而改变燃烧火焰结构而达到降低 NO x 排放的目的 。
Sze等人对两种同轴射流结构的燃烧器的燃烧性能和 NOx 排放进行了比较, 相同 R e数和燃烧当量比的情况下, 环形布置总 NO x 排放高于圆孔布置。研究表明, 一定强度的旋流能在燃烧器喷口处形成中心环形回流区, 促进混合, 进而减少污染物排放和稳定燃烧。 Ph illips等 [ 11] 把旋流结构引入普通同轴射流燃烧器中, 在同流空气环向管内加装了导引叶片, 通过改变导引叶片与中心轴的倾角来得到不同旋流强度。不同的旋流强度混合条件下, 火焰呈现不同结构特性, 适当的旋流条件下, 能够增加混合, 形成特定的火焰结构,使火焰稳定性和燃烧性能提高
