旋流燃烧器混合特性实验方案设计

旋流燃烧器混合特性实验方案设计 如图所示的旋流燃烧器，由同轴的两根同心管道组成，中心管通燃料气，外层管道通助燃空气（带有旋流），当空气和燃料气喷入炉膛之后发生混合，并通过旋转射流的回流区卷吸炉膛内的高温烟气，因此射流中的气体由三种成分混合而成：燃料气、空气、炉膛内烟气。为掌握燃烧器的燃烧特性，需要了解炉膛空间中各处的气体成分比例（假定暂不考虑化学反应引起的成分变化）。

一． 实验原理：

由于不考虑化学反应，可考虑采用用温度场来模拟浓度场、

（1） 与 均小于1，说明：动量交换过程不如热量和质量交换更强烈，∴温度和浓度混合边界层比速度边界层发展得快。

Pr 0.75,0.7~0.75t t Sc a D νν=≈=≈1~0.9t a Le D

∴=≈Pr t a ν=t Sc D ν=

（2）由于Le t =a /D ≈1，说明：温度和浓度边界层的发展十分相近，可以用传热过程的基本规律近似描写质量交换。

在上图中，用不同温度T 1=T 2实验，实测混合点xy 处的温度T xy （介于T 1和T 2之间，T 1>T xy > T 2）分布与浓度C xy 相似

研究两股射流的混合实验，通过实验混合边界层中任一点浓度C 。

其中：C 1和C 2是被比拟的实际两股气流的浓度

T 1和T 2是被比拟的实际两股气流的温度

m 1和m 2是被比拟的实际两股气流的在空间中混合后的质量分数

试验中采用热电偶，测量温度，取参考点为冰水混合物。多只热电偶共用一台显示仪表的方式。

如图所示：

221212

xy xy T T C C T T C C --=--

,1,2121,11121212122,22111

22211p p p c c c p p p x x y xy y xy m m m c T m c T c T m C m C m m m m m m T C T C C C T ==⎧⎧+=+=⎪⎪+=−−−−−→+=⎨⎨⎪⎪+=+=⎩⎩

二．实验系统的示意图：

1

➢x 2

y

三．实验步骤

1．建立如图所示的系统；

2．分别测定1.2处温度，并记录；

3．沿x方向从出口处向外等距取8个点，沿y方向与同心管道中心线对称取5个点，记各点为x i y j分别测量温度，并记录

4． 按 计算各点浓度； ,1,2121,11121212122,2211122211p p p c c c p p p x x y xy y xy m m m c T m c T c T m C m C m m m m m m T C T C C C T ==⎧⎧+=+=⎪⎪+=−−−−−→+=⎨⎨⎪⎪+=+=⎩⎩