賈國(guó)海，代莉，李立君，田國(guó)帥，高自成

(中南林業(yè)科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410004)

生物質(zhì)能是一種具有廣闊應(yīng)用前景的可再生能源，其排放的污染物比煤炭的低，能替代部分不可再生能源，較好地解決能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題[1?3]。生物質(zhì)顆粒燃料是生物質(zhì)能源的重要組成部分，具有高效、環(huán)保、易儲(chǔ)存運(yùn)輸、易燃等優(yōu)點(diǎn)，可替代煤炭等化石燃料在炊事、供暖等民用領(lǐng)域和鍋爐燃燒、發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，近年來(lái)在北美、歐盟、中國(guó)迅速發(fā)展[4?6]。姚宗路等[7]設(shè)計(jì)了一款能實(shí)現(xiàn)三級(jí)配風(fēng)并裝有螺旋清灰破渣機(jī)構(gòu)的生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器。王月喬等[8]研究了5 種顆粒燃料在PB-20型生物質(zhì)顆粒燃燒器燃燒時(shí)，進(jìn)料量和空氣量對(duì)燃燒性能的影響。馮明杰等[9]建立了一種用于焙燒爐的新型燃燒器燃燒過(guò)程二維旋轉(zhuǎn)軸數(shù)值計(jì)算模型，通過(guò)數(shù)值模擬研究了燃?xì)馊肟谒俣?、噴口與喉部直徑比對(duì)其燃燒特性的影響。許杰等[10]建立了二維金屬纖維燃燒器物理模型及數(shù)學(xué)模型，模擬了各工況的燃燒情況，并對(duì)各種影響因素進(jìn)行了分析。蔣紹堅(jiān)等[11]設(shè)計(jì)了一款新型木質(zhì)成型燃料旋流爐排燃燒器，分析了取暖爐在不同過(guò)量空氣系數(shù)和爐排二次風(fēng)入口角度下?tīng)t內(nèi)速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)的變化。過(guò)增元[12?13]提出了場(chǎng)協(xié)同強(qiáng)化原理，發(fā)現(xiàn)在對(duì)流換熱中速度場(chǎng)與溫度場(chǎng)的協(xié)同能夠提高換熱系數(shù)，換熱器中冷、熱流體溫度場(chǎng)間的協(xié)同能夠提高換熱器的效率。吳良柏等[14]從能量方程出發(fā)，推導(dǎo)了對(duì)流傳熱傳質(zhì)的場(chǎng)協(xié)同方程。王志凱等[15]基于場(chǎng)協(xié)同原理對(duì)先進(jìn)旋渦燃燒室在不同來(lái)流速度、來(lái)流溫度、壁面溫度及燃?xì)猱?dāng)量比下，數(shù)值模擬分析燃燒室的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)及其場(chǎng)協(xié)同角分布。曾卓雄等[16]針對(duì)不同來(lái)流速度、來(lái)流溫度、壁面溫度下先進(jìn)旋渦燃燒室的燃燒性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)其進(jìn)行了多場(chǎng)協(xié)同分析。DENG等[17]采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法研究了整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)燃?xì)廨啓C(jī)的氫燃料先進(jìn)旋渦燃燒室氣流流動(dòng)特性和燃燒性能。鄂加強(qiáng)等[18]在考慮了對(duì)流和輻射傳熱損失的前提下，對(duì)甲醇燃料在醇基燃料燃燒器內(nèi)擴(kuò)散燃燒時(shí)所建立的阿累尼烏斯有限反應(yīng)速率模型和漩渦破碎燃燒模型進(jìn)行了數(shù)值仿真和場(chǎng)協(xié)同分析。虞君武等[19]通過(guò)搭建生物質(zhì)在鼓泡流化床中氣化的數(shù)值計(jì)算模型，通過(guò)數(shù)值模擬分析了燃料與空氣質(zhì)量比、初始床高、顆粒粒徑以及熱邊界條件對(duì)生物質(zhì)在空氣中氣化產(chǎn)物的影響。E等[20]研究了壁流式柴油機(jī)微粒捕集器多孔介質(zhì)燃燒過(guò)程中的流動(dòng)、傳熱以及溫度場(chǎng)的分布規(guī)律。目前，針對(duì)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器的燃燒性能及其場(chǎng)協(xié)同機(jī)理的研究較少，為此，本文作者建立了生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒仿真模型，對(duì)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器的燃燒過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真，利用多場(chǎng)協(xié)同原理對(duì)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒性能進(jìn)行協(xié)同分析，以便為提高其他相關(guān)燃燒器的燃燒性能和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考。

1 生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器工作原理

圖1 生物質(zhì)顆?；剞D(zhuǎn)燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of biomass particle rotary burner

本文模擬對(duì)象為本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一種生物質(zhì)顆?；剞D(zhuǎn)燃燒器，其主要構(gòu)成部件為螺旋進(jìn)料機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)燃燒室、小燃燒室和聯(lián)接法蘭，如圖1所示。燃燒器在工作的同時(shí)，將生物質(zhì)顆粒投放到進(jìn)料口，從而落入進(jìn)料螺旋管中，在螺旋管快速、平穩(wěn)、均勻螺旋推動(dòng)作用下，生物質(zhì)顆粒進(jìn)入小燃燒室。驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)回轉(zhuǎn)燃燒室旋轉(zhuǎn)。攪動(dòng)筋板傾斜地焊接在回轉(zhuǎn)燃燒室內(nèi)壁上，隨著燃燒室旋轉(zhuǎn)，攪動(dòng)筋板帶動(dòng)生物質(zhì)顆粒燃料旋轉(zhuǎn)，從而增強(qiáng)了翻動(dòng)效果，這也延緩了燃料溢出的時(shí)間。生物質(zhì)顆粒燃料在小燃燒室內(nèi)被干燥后在小燃燒室出口處完成燃燒。風(fēng)機(jī)源源不斷地將氣流從二次風(fēng)口和一次風(fēng)口吹入，提供生物質(zhì)顆粒完成1 次燃燒所需要的空氣。風(fēng)機(jī)將空氣從二次風(fēng)口繼續(xù)吹入，促使生物質(zhì)顆粒燃料更加充分燃燒，從而降低污染物的排放。生物質(zhì)顆粒燃料隨著回轉(zhuǎn)燃燒室一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而防止生物質(zhì)顆粒燃料在燃燒室底部結(jié)渣。

生物質(zhì)顆粒燃料通過(guò)螺旋進(jìn)料機(jī)構(gòu)輸送，在燃燒室與由風(fēng)機(jī)噴射到燃燒區(qū)域的空氣混合進(jìn)行燃燒。在較短時(shí)間內(nèi)生物質(zhì)顆?；剞D(zhuǎn)燃燒器就可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)燃燒，故研究穩(wěn)定狀態(tài)下燃燒器的燃燒特性即可。

2 有限元模型的建立

在數(shù)值仿真計(jì)算之前，通過(guò)Pro/E軟件建立生物質(zhì)顆?；剞D(zhuǎn)燃燒器的三維模型，如圖2所示。在不影響計(jì)算精度的情況下，適當(dāng)簡(jiǎn)化燃燒器表面倒角和細(xì)小結(jié)構(gòu)，將使仿真模型的計(jì)算收斂速度更快，從而縮短仿真計(jì)算時(shí)間。通過(guò)Gambit 軟件對(duì)燃燒器模型進(jìn)行幾何處理并劃分燃燒器模型體網(wǎng)格。燃燒器的有限元網(wǎng)格模型如圖3所示，其節(jié)點(diǎn)數(shù)為1 104 429個(gè)，網(wǎng)格數(shù)為338 087個(gè)。

圖2 燃燒器三維模型Fig.2 Three-dimensional model of burner

3 理論模型和計(jì)算方法

圖3 燃燒器有限元網(wǎng)格模型Fig.3 Finite element mesh model of burner

通過(guò)Fluent軟件模擬該生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器穩(wěn)定工況下的燃燒特性，其中，采用k?ε方程模型模擬湍流流動(dòng)，采用P-1模型模擬輻射傳熱，采用隨機(jī)跟蹤模型模擬離散相顆粒軌跡，采用動(dòng)力?擴(kuò)散限制模型模擬焦炭燃燒，采用兩步競(jìng)相反應(yīng)模型模擬揮發(fā)分熱解，采用混合分?jǐn)?shù)/概率密度函數(shù)方法(mixture fraction/probability density function(PDF)模擬氣相湍流燃燒。利用mixture fraction/PDF方法將燃燒簡(jiǎn)化為1個(gè)混合問(wèn)題。

3.1 組分輸送方程

在混合分?jǐn)?shù)模型中，流體的瞬時(shí)熱化學(xué)狀態(tài)與守恒量即混合分?jǐn)?shù)f相關(guān)。混合分?jǐn)?shù)f根據(jù)燃料與氧化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(包括其中的惰性成分)計(jì)算得到[7]：

式中：wi為元素i的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；下標(biāo)ox 表示氧化劑；fuel表示燃料?；旌戏?jǐn)?shù)是燃燒和未燃燒燃料流元素(C和H等)在所有組分(CO2，H2O和O2等)中的局部質(zhì)量分?jǐn)?shù)。有關(guān)平均混合分?jǐn)?shù)的輸運(yùn)方程和有關(guān)平均混合分?jǐn)?shù)的均方值的守恒方程分別由式(2)和式(3)計(jì)算求得：

式中：fav為f的時(shí)均值；為f的脈動(dòng)均方值；vav為平均速度，m/s；μt為湍流黏度，kg/(m·s)；σt為湍流Prandtl 數(shù)；Sm為化學(xué)反應(yīng)引起的源項(xiàng)，kg/(m3·s)；Cg和Cd為模型常量，分別取2.86 和2.00；ρ為流體密度，kg/m3；k為湍流動(dòng)能，J；ε為湍流耗散率，m2/s3；t為時(shí)間，s。

3.2 P-1輻射模型方程

輻射熱流qr為[11]

式中：a為吸收系數(shù)；σs為散射系數(shù)；G為入射輻射，W/m2；C為線性各向異性相位函數(shù)系數(shù)。

引入?yún)?shù)Γ=[3(a+σs)?Cσs]?1，式(4)則可化為[10]：

G的輸送方程為

式中：SG為用戶定義的輻射源項(xiàng)，W/m2；σ為斯蒂芬?玻爾茲曼常數(shù)，5.67×10?8W/(m2·K4)。

使用P-1模型時(shí)，求解G的輸送方程以得到當(dāng)?shù)剌椛鋸?qiáng)度。將式(5)和式(6)合并得[10]

式中：T為物體的溫度，K。將-?qr的表達(dá)式直接代入能量方程，可以獲得由于輻射所引起的熱量源。

3.3 雙匹配速率模型

用雙匹配速率模型(two competing rates model)模擬生物質(zhì)揮發(fā)分的析出，參數(shù)選取根據(jù)生物質(zhì)的熱解特性確定[10]。

式中：mv(t)為t時(shí)刻已析出的揮發(fā)分質(zhì)量，kg；ww,0為顆粒初始揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)；mp,0為噴射源的初始顆粒質(zhì)量，kg；ma為顆粒的含灰量，kg；α1和α2為生成率因子；R1和R2為競(jìng)爭(zhēng)性析出速率常數(shù)，在不同溫度范圍內(nèi)控制著析出速率。

3.4 動(dòng)力擴(kuò)散控制燃燒模型

焦炭表面反應(yīng)速率在動(dòng)力擴(kuò)散控制燃燒模型中同時(shí)受到擴(kuò)散過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的控制，所以，焦炭的燃燒速率為[11]

式中：D0為吸收系數(shù)，D0=C1[(Tp+T∞)/2]0.75/dp；R為化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)，R=C2exp(-E/(RTp))，kg/(kg·s)；Tp為焦炭顆粒絕對(duì)溫度，K；mp為焦炭顆粒質(zhì)量，kg；dp為焦炭顆粒直徑，m；pox為焦炭顆粒周圍的氣相氧化劑分壓，Pa。

3.5 場(chǎng)協(xié)同理論

“場(chǎng)協(xié)同原理”(field synergy principle)[12?14]從二維層流邊界層能量方程出發(fā)，引入源強(qiáng)化的概念，發(fā)現(xiàn)對(duì)流換熱的物理機(jī)制是有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱問(wèn)題，熱源強(qiáng)度決定了對(duì)流換熱的強(qiáng)度。吳良柏等[14]基于熱質(zhì)傳遞的能量方程，發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量傳遞的總傳熱量取決于流體流速和焓值梯度以及流速與焓值梯度場(chǎng)協(xié)同角，應(yīng)該盡可能減小速度場(chǎng)與焓值梯度場(chǎng)協(xié)同角，從而強(qiáng)化換熱。

對(duì)流傳熱傳質(zhì)過(guò)程的場(chǎng)協(xié)同方程如下：

式中：Ny為沿y方向擴(kuò)散進(jìn)入微元體的質(zhì)量流量，kg/s；cp為流體比定壓熱容，J/(kg·K)；Tw為流體溫度，K；qw為壁面處的對(duì)流換熱量，J；α為速度矢量與焓值梯度的夾角，(°)。

式(12)表明：在速度和焓值梯度一定時(shí)，強(qiáng)化對(duì)流換熱的有效途徑是減小二者之間的夾角α。為表征速度場(chǎng)和焓值梯度場(chǎng)的協(xié)同性，速度和焓值梯度的局部協(xié)同角定義如下：

從式(13)可見(jiàn)，在整個(gè)對(duì)流傳熱區(qū)域內(nèi)，控制對(duì)流傳熱的強(qiáng)度可以改變流速、焓值梯度和流體的物性，還可以控制速度和焓值梯度的方向。

3.6 邊界條件和初始條件設(shè)定

本文采用k?ε湍流模型模擬穩(wěn)定工況下的生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器的燃燒特性。燃料和空氣的入口邊界采用速度入口條件，溫度設(shè)為常數(shù)，采用湍流強(qiáng)度和水力直徑的方法定義湍流。出口邊界設(shè)為壓力出口條件，在選擇湍流模型后，設(shè)定出口處為回流湍流。壁面邊界條件設(shè)為絕熱以模擬絕熱燃燒過(guò)程。壁面設(shè)定為無(wú)滑移條件，近壁區(qū)采取壁面函數(shù)法來(lái)模擬。離散格式中壓力插補(bǔ)格式采用PRESTO格式，對(duì)流項(xiàng)采用QUICK格式。

3.7 模型的有效性驗(yàn)證

為了對(duì)仿真模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，建立相應(yīng)的生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器試驗(yàn)臺(tái)架。試驗(yàn)所用生物質(zhì)顆粒燃料為杉木木質(zhì)顆粒燃料，由生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)壓制成圓柱形，直徑為6 mm，顆粒燃料長(zhǎng)度為15 mm 左右。工作過(guò)程主要為：由螺旋輸送機(jī)輸送木質(zhì)顆粒燃料，輸送機(jī)的輸送量保持在12 kg/h；將熱風(fēng)槍通電，利用熱風(fēng)加熱燃燒器約10 min；在熱風(fēng)槍通電工作的同時(shí)，風(fēng)機(jī)也開(kāi)始工作，向燃燒室內(nèi)開(kāi)始鼓風(fēng)；當(dāng)檢測(cè)到火焰后，熱風(fēng)槍斷電停止工作；調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)閥門，使燃燒室的進(jìn)風(fēng)量發(fā)生變化。生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒試驗(yàn)臺(tái)架如圖4所示。

將坐標(biāo)原點(diǎn)設(shè)在燃燒器進(jìn)料入口處的中心線上，并以燃燒器長(zhǎng)度方向?yàn)橹行妮S線方向。燃燒器燃燒溫度試驗(yàn)值與仿真值對(duì)比見(jiàn)圖5。從圖5可以看出：生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒溫度的試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果較吻合，其相對(duì)誤差最大值為11.9%，這是因?yàn)榉抡孢^(guò)程中將模型進(jìn)行了適當(dāng)簡(jiǎn)化。

圖4 燃燒器燃燒試驗(yàn)臺(tái)架Fig.4 Combustion test device of burner

圖5 燃燒器燃燒溫度試驗(yàn)值與仿真值對(duì)比Fig.5 Comparison of test temperature and simulation temperature of burners’combustion

4 仿真結(jié)果分析

生物質(zhì)燃料選為杉木顆粒，固定碳占21.415%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，揮發(fā)分占64.895%，水分占11.920%，灰分占1.770%，低位發(fā)熱量為16 760 J/g。設(shè)燃料輸入量為12 kg/h，對(duì)過(guò)量空氣系數(shù)為1.0，1.4，1.8和2.4這4種工況下生物質(zhì)顆粒燃燒器燃燒的溫度場(chǎng)和CO濃度進(jìn)行數(shù)值模擬。

4.1 燃燒模擬結(jié)果分析

圖6所示為不同過(guò)量空氣系數(shù)下燃燒器中心線處CO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的模擬結(jié)果。從圖6可見(jiàn)：在不同過(guò)量空氣系數(shù)下，CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)沿著燃燒器中心線逐漸增加，當(dāng)達(dá)到最大值后又逐漸下降，這說(shuō)明在燃燒反應(yīng)前期，生物質(zhì)燃料較多而供應(yīng)的空氣不足，從而造成生物質(zhì)燃料的不完全燃燒反應(yīng)，導(dǎo)致此時(shí)CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加；生物質(zhì)燃料在回轉(zhuǎn)燃燒室旋轉(zhuǎn)作用下分布較均勻，從而使生物質(zhì)燃料逐漸完全燃燒，相應(yīng)的CO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低。從圖6還可看出：在燃燒反應(yīng)后期，當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)λ為1.8 和2.4 時(shí)，CO 質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到最低，說(shuō)明較大的過(guò)量空氣系數(shù)可以顯著降低CO 的生成。

圖6 燃燒器中心線處CO質(zhì)量分?jǐn)?shù)與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系Fig.6 Relationship between CO mass fraction along the center line of burner and excess air coefficients

圖7所示為不同過(guò)量空氣系數(shù)下燃燒器中心軸向燃燒溫度。從圖7可見(jiàn)：在不同過(guò)量空氣系數(shù)下，燃燒溫度沿著燃燒器中心線先逐漸增加，當(dāng)達(dá)到最大值后又逐漸下降。

圖7 燃燒器中心線溫度與過(guò)量空氣系數(shù)的關(guān)系Fig.7 Relationship between temperature along the center line of the burner and excess air coefficients

仿真結(jié)果說(shuō)明：生物質(zhì)燃燒溫度隨著燃燒反應(yīng)的進(jìn)行逐漸升高；隨著火焰前沿面升高，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?，燃燒更完全，輻射釋放熱量更多，燃燒溫度更高；隨著燃燒反應(yīng)進(jìn)行，在距離燃料入口較遠(yuǎn)處，生物質(zhì)燃料質(zhì)量逐漸減少，燃燒反應(yīng)相應(yīng)減弱，燃燒溫度逐漸降低。從圖7可知：過(guò)量空氣系數(shù)λ為1.4，1.8和2.4時(shí)的最大燃燒溫度比λ為1.0 時(shí)的燃燒溫度高，可見(jiàn)較大的過(guò)量空氣系數(shù)有利于生物質(zhì)燃料產(chǎn)生快速而完全的燃燒反應(yīng)，從而增加燃燒器熱負(fù)荷，強(qiáng)化換熱。

綜上所述，在過(guò)量空氣系數(shù)λ為1.8～2.4 時(shí)，CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，同時(shí)，燃燒溫度也較高。故當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)λ為1.8～2.4時(shí)，燃燒器性能較佳。

4.2 過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)場(chǎng)協(xié)同影響分析

圖8 燃燒器場(chǎng)協(xié)同角余弦分布圖Fig.8 Cosine value of field synergy angle distribution of burner

應(yīng)用“場(chǎng)協(xié)同原理”分析生物質(zhì)顆粒燃燒器燃燒性能。圖8所示為燃燒室內(nèi)速度矢量與焓值梯度夾角的余弦在過(guò)量空氣系數(shù)分別為1.0，1.4，1.8和2.4 時(shí)的分布。從圖8可知：燃燒室內(nèi)的焓值梯度與速度矢量夾角的余弦較小的區(qū)域隨著過(guò)量空氣系數(shù)從1.0 增大到1.2 逐漸擴(kuò)大，表明協(xié)同度越來(lái)越低；而當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)從1.2 增大1.8 時(shí)，該區(qū)域逐漸縮小，表明協(xié)同度越來(lái)越高。結(jié)果表明，燃燒室內(nèi)速度矢量與焓值梯度的協(xié)同角分布在很大程度上受過(guò)量空氣系數(shù)變化的影響。這是因?yàn)槿紵磻?yīng)的劇烈程度會(huì)隨著過(guò)量空氣系數(shù)的變化而變化，溫度場(chǎng)隨之變化，燃燒室內(nèi)氣體也因燃燒產(chǎn)熱的膨脹程度而變化，從而速度場(chǎng)發(fā)生變化，所以，燃燒室內(nèi)速度矢量與焓值梯度夾角的余弦分布會(huì)隨著過(guò)量空氣系數(shù)的變化而變化。

為便于統(tǒng)計(jì)分析，當(dāng)|cosα|≥0.8 時(shí)，生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒性能協(xié)同性達(dá)到最佳。生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒過(guò)程場(chǎng)協(xié)同計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒過(guò)程場(chǎng)協(xié)同計(jì)算結(jié)果Table 1 Synergy related results of combustion process of biomass rotary burner

圖9 不同過(guò)量空氣系數(shù)下的燃燒最優(yōu)區(qū)域比值Fig.9 Ratio of optimal combustion area under different excess air coefficients

圖9所示為|cosα|≥0.8 時(shí)不同過(guò)量空氣系數(shù)下協(xié)同性最好區(qū)域占整個(gè)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒室的比例。從圖9可知：生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒傳熱過(guò)程的燃燒最優(yōu)區(qū)域在過(guò)量空氣系數(shù)為1.2左右時(shí)最大，所占比值為29.2%；生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒傳熱過(guò)程速度矢量與焓值梯度協(xié)同性較好，表明此時(shí)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒過(guò)程燃燒速率最大，其燃燒效率最高。

5 結(jié)論

1)溫度變化較大的區(qū)域主要集中在回轉(zhuǎn)燃燒器的中間部位，其他區(qū)域的燃燒溫度較小，基本保持不變。

2)當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)從1.0 增大到1.2 時(shí)，協(xié)同角余弦急劇變大，達(dá)到峰值；當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)從1.2增大到1.4時(shí)，協(xié)同角余弦急劇變?。欢?dāng)過(guò)量空氣系數(shù)從1.4 增大到1.8 時(shí)，協(xié)同角余弦又逐漸增加，這是因?yàn)檩^大的過(guò)量空氣系數(shù)會(huì)使得燃?xì)鉁囟冉档停紵Ч炊鴷?huì)降低。

3)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒過(guò)程的最優(yōu)區(qū)域在過(guò)量空氣系數(shù)為1.2 左右時(shí)最大，所占比值為29.2%；生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒過(guò)程速度矢量與焓值梯度協(xié)同性較好，表明此時(shí)生物質(zhì)回轉(zhuǎn)燃燒器燃燒過(guò)程燃燒速率最大，燃燒效率最高。