燃烧室的压力对性能影响

压力对燃烧室性能影响的数值模拟(中国工程热物理：本文采用数值模拟方法研究了压力对某个燃烧中热值合成气的燃气轮机燃烧室性能的影响。采用了燃烧室各个部件是由于压力对H2OCO2等组分的热裂解反应的影响，高压下燃烧室内最高温度要比低压下高100K左右，并且火焰筒100K。燃烧室工作在高压下时，NOX排放量也要远高于低压下的值。燃气轮机燃烧室性能试验一般都是在中压或者低压下进行，与实际燃烧室的工作压力差别较大。文献1在压进的模试中燃室燃效率比实数验所(2；火特比低1～0K的化学反以及流和传过程影响烧室的能，其效会随着烧的和烧室结构的同而燃烧室结构剩余的空气最后由火焰筒头部的配气盖板／锥罩装置以及喷嘴上的旋流器进入燃烧室头部。在火焰筒2332230个；孔径最大的是流数为1.102。喷射孔分成三排布置。最外侧一排在旋流器的通道内，另两排在喷嘴的端面数值模拟方法几何建模与网格生成1990年之前燃烧室的数值计算中几乎没有同时包含火何，如气体喷嘴、头部鱼鳞孔、主燃孔、补燃孔、掺混孔以及火焰筒外的导流衬套等。这样做的好处就是只需要指定燃烧室的进口空气和的参数以及燃烧室的出口背压，而不需要给定火焰筒进气孔的空格生成已经成为制约燃烧室数值模拟成功与否的瓶颈，它在数值模拟过程中所占的时间很大，其难寸很小，因此对缝隙周围的网格进行了细化。总共生成了470万网格。计算模型CFDFluent进行。由于旋流器会在燃烧室头部造成很强的旋流，因此采用了2267P-1辐射模型来考虑辐射换热带来的影响。计算气体的吸收系数时采用了Fluent提供的灰气体平均模型NOXNOX的影响，在得计算。NOX生成速率的时均值采用温度的概率密度函数（PDF）进行计算。计算结果分析所计算的两种工况的出口压力以及空气和流量如表2所示。其中的高压工况就是燃烧室实际运行料和空气的质量流量也取为前者的1/6，这样可以保证两种工况下燃烧室内的流场相似。表1数值模拟所采用合成气的组摩尔分数表2高压和低压下燃烧室条出口静压2图7和图8分别是高压和低压下燃烧室内轴向速度的分布。如图所示，两种压力下燃烧室内的轴向速度图9是低压下燃烧室内的温度分布，与高压下的计算结果（图10）相比，燃烧室内最高温度大约下降了100K，并且最高温度区的位置更靠前一些，回流区内的温度相应增加。此外，高压下火焰筒的出口温度4HO和2

CO1 H2OH

1 HO1

应的火焰温度会更高。计算结果也证明了高压下裂解反应的确有所减弱。如图11和12所示，高压下燃烧室内的OH离子要明显小于低压下的值。对于O离子和H离子也存在同样的规律。1314分别是高压和低压下燃烧室内吸收系数的分布（两图的图例不同。由于空气不具有发CO2H2O含量（浓度）的增加，使得气体的吸收系数明显增加，而且基1718所示。由于掺混孔之前火焰于没有冷却气膜的保护，高压下火焰筒的壁面温度大约要比低压下高100K。NOXNOX的生100KNOXNOX23.7ppm（@14.5%O2际的O2的体积含量。结P-1辐射模型研究了压力对某个燃烧中热值合成气的燃气轮机燃H2OCO2等组分的热裂解反应的影响，高压下燃烧室内100K左右，并且火焰筒出口温度也要比低压下高。此外由于高压下燃烧室内气体CO2H2O的浓度增加，气体的吸收系数和黑度都会随之增加，气体对火焰筒内壁面的辐射增强，造成火焰筒壁面温度升高，特别是火焰筒末端没有气膜保护的部分在高压下要比低压下高100K。燃烧室工作在高压下时，NOX排放量也要远高于低压下的值。参考文献： Drake,M.C.,andBlint.,R.J.,ThermalNOXinStretchedLaminarOpposed-FlowDiffusionFlameswithCO/H2/N2Fuel.CombustionandFlame,76:151-167,1989.FluentInc.,FLUENT6.1User’sGuide.CenterraResourcePark,10CavendishCourt,Leb