Моделирование аэродинамики факельновихревого режима в топке для растительных отходов

Аннотация

При эксплуатации топок необходимо контролировать количество воздуха, расходуемого при горении топлива, для чего исследуют аэродинамику топки. На холодной модели изучены аэродинамические параметры топки для растительных материалов, в том числе три варианта организации вторичного дутья: со стороны ввода топлива, с противоположной стороны и с обеих сторон. Выявили их влияние на устойчивость воспламенения и горения топлива. Установили условия образования вихревых циркуляционных контуров, их количество при различной подаче в модель воздуха, интенсивность их вращения и зависимость расположения контуров от величины расходной концентрации. В качестве модельных тел использовали реальные объекты сжигания: лузгу подсолнечника и сечку соломы. Критериями оптимизации сжигания служили степень заполненности топочной камеры материалом, вращающимся в циркуляционных камерах, и интенсивность вращения вихрей. При этом обращали внимание на минимальную величину скорости воздуха, подаваемого в модель в качестве первичного, вторичного и третичного дутья, ограничивая ее условием невыпадания частиц из вихрей. Оптимизация расхода подаваемого воздуха обусловлена снижением коэффициента избытка при сжигании (1,2-1,5). Определили, что оптимальная структура течения двухфазного потока в камере модели предусматривает один или два циркуляционных вихря со скоростью вращения 4; 6 и 8 м/с при расходной концентрации 0,2-0,3 кг материала на 1 кг воздуха. Таким параметрам соответствуют максимальное заполнение камеры и минимальное выпадение частиц из вихрей.