工業(yè)火炬頭燃燒特性及其防風(fēng)原理的研究的中期報(bào)告

工業(yè)火炬頭燃燒特性及其防風(fēng)原理的研究的中期報(bào)告本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)、模擬分析和理論推導(dǎo)，研究了工業(yè)火炬頭燃燒特性及其防風(fēng)原理，現(xiàn)將中期研究報(bào)告如下：一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1.火炬頭燃燒特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)驗(yàn)采用不同燃料（天然氣、液化氣、甲醇）和不同進(jìn)氣速度條件下進(jìn)行火炬頭燃燒實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：（1）不同燃料條件下火焰溫度和火焰長(zhǎng)度差異較大，其中液化氣火焰溫度最高，且火焰長(zhǎng)度最短，甲醇火焰溫度次之，火焰長(zhǎng)度最長(zhǎng)；（2）不同進(jìn)氣速度條件下火焰溫度和火焰長(zhǎng)度差異較大，在合適的進(jìn)氣速度范圍內(nèi)，火焰長(zhǎng)度隨進(jìn)氣速度增大而減小，火焰溫度隨進(jìn)氣速度增大而增大；（3）液化氣燃燒產(chǎn)生的一氧化碳排放量最高，而甲醇排放量最低。2.防風(fēng)機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)驗(yàn)采用不同防風(fēng)機(jī)構(gòu)（套管、風(fēng)罩）對(duì)火炬頭燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，結(jié)果如下：（1）與無(wú)防風(fēng)機(jī)構(gòu)相比，套管和風(fēng)罩均能有效降低火焰晃動(dòng)和熄滅現(xiàn)象，但兩者降低火焰晃動(dòng)和熄滅效果略有差異，風(fēng)罩的降滅效果更好；（2）套管和風(fēng)罩均對(duì)火焰長(zhǎng)度和溫度產(chǎn)生一定影響，其中風(fēng)罩降低火焰長(zhǎng)度效果更顯著，而套管對(duì)火焰溫度影響更大；（3）套管和風(fēng)罩均會(huì)增加一氧化碳排放量，其中風(fēng)罩的影響更大。二、模擬計(jì)算分析應(yīng)用COMSOL軟件模擬計(jì)算了火炬頭內(nèi)部流場(chǎng)分布、燃燒過(guò)程以及防風(fēng)機(jī)構(gòu)對(duì)火焰的影響，結(jié)果如下：1.火炬頭內(nèi)部流場(chǎng)分布通過(guò)模擬計(jì)算，得到了三種不同燃料和不同進(jìn)氣速度條件下的火焰內(nèi)部流場(chǎng)分布，其中液化氣在高速進(jìn)氣狀態(tài)下，火焰內(nèi)部流場(chǎng)分布更加劇烈，氣流受火焰熱影響，產(chǎn)生更多的渦流和旋轉(zhuǎn)，而天然氣和甲醇火焰內(nèi)部流場(chǎng)分布相對(duì)穩(wěn)定。2.火焰燃燒過(guò)程模擬通過(guò)模擬計(jì)算，得到了三種不同燃料和不同進(jìn)氣速度條件下的火焰燃燒過(guò)程，其中液化氣和高速進(jìn)氣狀態(tài)下的火焰燃燒過(guò)程比較劇烈，產(chǎn)生較多的一氧化碳、氮氧化物等有害氣體，而天然氣和甲醇火焰燃燒過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定，產(chǎn)生的有害氣體較少。3.防風(fēng)機(jī)構(gòu)模擬計(jì)算通過(guò)模擬計(jì)算，得到了不同防風(fēng)機(jī)構(gòu)（套管、風(fēng)罩）對(duì)火焰的影響，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。三、理論推導(dǎo)本研究在對(duì)火焰燃燒過(guò)程進(jìn)行理論推導(dǎo)時(shí)，得到了火焰燃燒速度與燃料濃度、氧氣濃度、溫度等因素之間的關(guān)系式，這對(duì)于理解火焰燃燒機(jī)理和優(yōu)化工業(yè)火炬頭的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)和參考意義。四、結(jié)論通過(guò)實(shí)驗(yàn)、模擬計(jì)算和理論推導(dǎo)，本研究對(duì)工業(yè)火炬頭燃燒特性及其防風(fēng)原理進(jìn)行了深入研究，得到了以下結(jié)論：（1）液化氣火焰溫度最高，且火焰長(zhǎng)度最短，甲醇火焰溫度次之，火焰長(zhǎng)度最長(zhǎng)；（2）在合適的進(jìn)氣速度范圍內(nèi)，火焰長(zhǎng)度隨進(jìn)氣速度增大而減小，火焰溫度隨進(jìn)氣速度增大而增大；（3）套管和風(fēng)罩均能有效降低火焰晃動(dòng)和熄滅現(xiàn)象，但兩者降低火焰晃動(dòng)和熄滅效果略有差異，風(fēng)罩的降滅效果更好；（4）風(fēng)罩對(duì)火焰長(zhǎng)度和溫度的影響較大，套管對(duì)火焰溫度影響更大；（5）液化氣和高速進(jìn)氣狀態(tài)下的火焰燃燒過(guò)程比較劇烈，產(chǎn)生較多的一氧化碳、氮氧化物等有害氣體，