1 .擴散燃燒器噴口設計
一般情況下, 對于氣體非預混擴散燃燒, 其燃燒器的噴口大多采用圓形。擴散燃燒火焰結構主要取決于燃料流量和噴口直徑。近年來許多研究者考慮改變燃燒器出口形狀來控制擴散火焰結構。對于相同的直徑圓形噴口, 如果采用漸縮式圓形噴口, 其火焰結構長度和 NO x 排放將會發生變化, 隨著噴口速度的增加, 漸縮噴口的火焰長度大于普通直圓形噴口, 其 NO x 排放也略高于普通直圓形噴口擴散式燃燒。
Qu inn等人通過將三角形噴嘴和圓形噴嘴的射流流場對比發現, 對于同樣的流量, 不規則形狀噴嘴射流能明顯提高射流流體的剛性, 從而使射流流動混合加強, 提高射流穩定性, 這是一種極其簡單的提高射流穩定性的措施。M I等研究核對了 9種不同結構的噴口射流流場特性,總的來說, 非圓形結構噴口射流的湍流擾動強于普通等直圓形噴口射流, 射流將卷吸更多邊界氣流, 其中, 等腰三角形結構的噴口中心速度降低得*快, 說明射流擾動混合效果*強, 射流過程湍流強度*強, 射流剛性也*強。
2. 不同結構同軸射流燃燒器
為了提高擴散火焰的燃燒性能, 增強和控制火焰剛性, 在一定程度上降低污染排放, 很多氣體燃燒器都采用同軸射流不同開口形式的擴散火焰燃燒器的結構形式。美國勞倫斯國家重點實驗室開發了弱旋流的超低 NO x 排放的氣體燃燒器, 通過一定的側板傾斜旋轉結構設計, 達到改變空氣和燃料的混合結構, 從而改變燃燒火焰結構而達到降低 NO x 排放的目的 。
Sze等人對兩種同軸射流結構的燃燒器的燃燒性能和 NOx 排放進行了比較, 相同 R e數和燃燒當量比的情況下, 環形布置總 NO x 排放高于圓孔布置。研究表明, 一定強度的旋流能在燃燒器噴口處形成中心環形回流區, 促進混合, 進而減少污染物排放和穩定燃燒。 Ph illips等 [ 11] 把旋流結構引入普通同軸射流燃燒器中, 在同流空氣環向管內加裝了導引葉片, 通過改變導引葉片與中心軸的傾角來得到不同旋流強度。不同的旋流強度混合條件下, 火焰呈現不同結構特性, 適當的旋流條件下, 能夠增加混合, 形成特定的火焰結構,使火焰穩定性和燃燒性能提高
