[發明專利]一種研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110246988.X
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112836392B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 許揚;李水清;蔡安民
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置，其特征在于，包括內部石英管(2)、外部石英管(3)、上蓋板(4)、中間板(5)、下蓋板(6)和中心給粉管(7)；

上蓋板(4)、中間板(5)和下蓋板(6)依次固定連接，上蓋板(4)與中間板(5)的內部通道連通形成密閉的燃燒腔室；中間板(5)內部設有若干與燃燒腔室相切的狹縫(502)，狹縫(502)為等間距均布，且若干狹縫(502)的出口沿同一旋向分布，狹縫(502)分別連接有氣流入口(501)，氣流入口(501)與燃料系統和氧化劑系統連接，所有狹縫(502)出口處的氣流速度相等；外部石英管(3)下端與上蓋板(4)連接且與燃燒腔室連通；中心給粉管(7)的出口伸入燃燒腔室，入口與煤粉系統連接；內部石英管(2)同軸嵌套在外部石英管(3)內部，并且內部石英管(2)下端與外部石英管(3)下端具有間距；中心給粉管(7)的出口端內部設有旋片(8)，旋片(8)的螺旋角＜45°，旋片(8)的旋向與狹縫(502)出口的旋向一致。

2.根據權利要求1所述的研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置，其特征在于，相鄰氣流入口(501)分別連接燃料系統和氧化劑系統。

3.根據權利要求1所述的研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置，其特征在于，中心給粉管(7)內攜帶氣流的流量＜所有狹縫(502)出口氣流總流量的1％。

4.根據權利要求1所述的研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置，其特征在于，中心給粉管(7)的出口高于狹縫(502)出口的距離為外部石英管(3)內徑的50％～100％。

5.根據權利要求1所述的研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置，其特征在于，內部石英管(2)下端與外部石英管(3)下端之間的距離為外部石英管(3)內徑的50％～100％。

6.采用權利要求1～5任意一項所述研究湍流場中煤粉顆粒燃燒特性的實驗裝置進行研究的方法，其特征在于，包括：

燃料和氧化劑由氣流入口(501)進入狹縫(502)后由切向進入燃燒腔室，混合后形成半預混燃料氣，經點燃后火焰沿燃燒腔室向上軸向發展，受到外部石英管(3)的約束，形成湍動度大的旋流火焰；內部石英管(2)將火焰分為近壁大溫度梯度的火焰陣面區和內部溫度組分分布均勻的燃燒產物區；煤粉顆粒由中心給粉管(7)送至燃燒產物區，在高溫湍流場中進行燃燒；根據所需工況，對溫度和組分濃度進行控制，通過改變狹縫(502)的截面積，在不改變溫度和組分濃度的情況下，實現湍流場強度的調節，對不同湍流環境下煤粉顆粒的燃燒特性進行研究。