新型脉冲燃烧器的工作原理及特点.doc

1、脉冲燃烧器的工作原理脉冲燃烧是当代世界各国研究应用越来越多的非常规燃烧技术。脉冲燃烧器的工作原理与通常的燃烧器的燃烧原理不同,而类似于内燃机的燃烧。亥姆霍兹式脉冲燃烧器的结构如下图所示。在燃烧室中使燃气和空气可燃混合物燃烧,靠产生的高温烟气的膨胀压力将烟气排出,由于燃烧室内形成的负压吸入新的燃气和空气。然后再由一部分向燃烧室逆向排入的高温烟气或残存在燃烧室内的高温燃烧产物使其着火燃烧,这样脉冲燃烧是周期进行的。一个循环周期分三个过程,即燃烧过程、排气过程和吸气过程。•   燃烧过程:供给燃烧室的燃气-空气混合物由前一个周期的高温残存燃烧产物点燃引起燃烧(最开始用点火器点燃),由于气体膨胀,燃烧室内压力急剧上升。•   排气过程:由于燃烧室内压力升高,使燃气阀和空气阀(二者是向内开的单向阀)关闭,燃烧产物从排气管(尾管)排出,排气终了时由于排气的惯性作用,燃烧室的压力降至大气压力以下。•   吸气过程:由于燃烧室内形成负压,使燃气和空气阀打开,燃气和空气被吸入燃烧室,同时部分燃烧产物从排气管逆向流入燃烧室,将燃气-空气混合物点燃,开始下一个循环,如此自动地进行下去。2、脉冲燃烧器的特点(1)燃烧室容积热强度大,可高达23260kw/m3;同时排气管的形状又很简单,因此由脉冲燃烧器组成的加热装置结构紧凑,体积小。(2)加热效率高。由于脉冲燃烧是在声波作用下进行,燃气和空气混合均匀,燃烧加剧,空燃比接近化学计量比,而且排烟温度可降至露点以下,所以热效率高,比目前最先进的燃烧装置提高10%左右。(3)传热系数大。脉冲燃烧存在着较高的脉动频率,气流具有相当强的脉冲性,严重破坏了气流的传热边界层,同时在脉冲燃烧周期中出现了高速气流,所以总的传热系数很高,比普通的加热设备大一倍以上。(4)nox排放量低。由于燃烧气体残存或逆向流入燃烧室,避免了燃烧温度过高,有利于减少nox生成量(通常只有常规燃烧器的50%)。(5)不需要空燃比控制装置。因为燃料和空气吸入量由气体瓣阀、燃烧室及排气管等燃烧器本体结构进行控制。(6)正常运行时,燃烧室平均压力高于大气压,为正压排气。因此可以不考虑烟囱设计位置,一般只要一根较细的管子将烟气排出室外即可。(7)除了在启动时需要点火和鼓风外,正常运行时,点火和进气、排烟不再需要外界能量,可以节约电能。