·104· 工程科学学报，第39卷，第1期 度达到最高值.这说明在主管和支管通入气体速度不 1265~1301K范围内，该区域的管壁整体平均温度降 变的前提下，支管通入空燃气量为总气体量的25% 低：在气体流动距离为2000~3700mm范围内，支管通 时，整个辐射管的燃烧温度最高，可能会引起大量N0, 入空燃气量小于25%时，该区域内辐射管管壁温度先 的生成，应避免这种情况的发生 升高后降低，支管通入燃气量大于25%时，该区域内 辐射管管壁温度逐渐升高.这说明支管通入空燃气量 1710 对燃烧过程有很大影响. 1700 1690 1320 。-90.50.5 +7:151.5 1680 1310 622 +52.52.5 1670 433 1300 3:3.5:3.5 1660 1290 1650 1280 1640 90.50.581171.5:1.562:252.52.54333:3.53.5 1270 空燃气分配比 126 图17气体燃烧最高温度变化曲线 50005001000150020002500300035004000 轴向位置mm Fig.17 Maximum temperature change curve of gas combustion 图19壁面温度分布曲线 3.2.3壁面温度场分析 Fig.19 Wall temperature distribution curves 图18和图19给出的是主管和两个支管通入空燃 图20给出了主管和两个支管通入空燃气量变化 气量变化时，辐射管沿气体流动方向的壁面温度分布 时，辐射管壁面温差的变化关系.从图中可以看出，支 云图和曲线图.从图中可以看出，主管后半部分和三 管通入空燃气量占总气体量从5%增加到35%的过程 通管管段壁面温度逐渐降低，支管和回流管管段壁面 中，管壁面温差先从82℃降低到55℃，之后缓慢增加 温度逐渐升高，壁面温度均匀性先提高后降低.辐射 到59℃，支管通入燃气量为20%时辐射管壁面温差最 管在气体流动距离为0~350mm,随着支管通入空燃 小，壁面温度均匀性最好 气量的增加，管壁温度逐渐升高，这是由于支管处燃气 85 发生再次燃烧造成的：在气体流动距离为350~2000 mm区域内，随着燃烧放热和向外传热的进行，辐射管 80 壁面温度先升高后降低，支管通入空燃气量越大，该区 75 域内辐射管管壁温度越低，温度变化范围先减小后增 70 大，支管通入空燃气量占总气体量的5%时，区域内管 壁温度在1295~1320K范围内，支管通入空燃气量占 65 总气体量的10%时，区域内管壁温度在1295~1315K 范围内，壁面温差降低了5℃，随着支管通入空燃气量 55 的持续增加，区域内管壁温度范围逐渐扩大，支管通入 90.50.58:117:1.5:1.562252.52.54+3333.53.5 空燃气量占总气体量的35%时，区域内管壁温度在 空燃气分配比 温度/K 1362 图20壁面温差分布曲线 1350 Fig.20 Wall temperature difference distribution curve 1339 1327 3.2.4传热分析 1316 90.50.5 71.5:1.5 对比主管和支管通入空燃气不同分配比下辐射管 1304 1292 各个管段壁面传热情况，如表4所示.从表中可以看 1281 出，随着支管通入空燃气量的增加，中心管和回流管的 1269 三通管管段的传热量逐渐增加，三通管和支管管段的 1258 52.52.5 33.53.5 1246 壁面传热量逐渐减少，这是由于支管处通入的空燃气 图18壁面温度分布云图 燃烧释放出的热量主要集中在回流管和部分烟气回流 Fig.18 Wall temperature distribution diagram 进入的中心管：支管通入空燃气占总气体量的20%工程科学学报,第 39 卷,第 1 期 度达到最高值. 这说明在主管和支管通入气体速度不 变的前提下,支管通入空燃气量为总气体量的 25% 时,整个辐射管的燃烧温度最高,可能会引起大量 NOx 的生成,应避免这种情况的发生. 图 17 气体燃烧最高温度变化曲线 Fig. 17 Maximum temperature change curve of gas combustion 3郾 2郾 3 壁面温度场分析 图 18 壁面温度分布云图 Fig. 18 Wall temperature distribution diagram 图 18 和图 19 给出的是主管和两个支管通入空燃 气量变化时,辐射管沿气体流动方向的壁面温度分布 云图和曲线图. 从图中可以看出,主管后半部分和三 通管管段壁面温度逐渐降低,支管和回流管管段壁面 温度逐渐升高,壁面温度均匀性先提高后降低. 辐射 管在气体流动距离为 0 ~ 350 mm,随着支管通入空燃 气量的增加,管壁温度逐渐升高,这是由于支管处燃气 发生再次燃烧造成的;在气体流动距离为 350 ~ 2000 mm 区域内,随着燃烧放热和向外传热的进行,辐射管 壁面温度先升高后降低,支管通入空燃气量越大,该区 域内辐射管管壁温度越低,温度变化范围先减小后增 大,支管通入空燃气量占总气体量的 5% 时,区域内管 壁温度在 1295 ~ 1320 K 范围内,支管通入空燃气量占 总气体量的 10% 时,区域内管壁温度在 1295 ~ 1315 K 范围内,壁面温差降低了 5 益 ,随着支管通入空燃气量 的持续增加,区域内管壁温度范围逐渐扩大,支管通入 空燃气量占总气体量的 35% 时,区域内管壁温度在 1265 ~ 1301 K 范围内,该区域的管壁整体平均温度降 低;在气体流动距离为 2000 ~ 3700 mm 范围内,支管通 入空燃气量小于 25% 时,该区域内辐射管管壁温度先 升高后降低,支管通入燃气量大于 25% 时,该区域内 辐射管管壁温度逐渐升高. 这说明支管通入空燃气量 对燃烧过程有很大影响. 图 19 壁面温度分布曲线 Fig. 19 Wall temperature distribution curves 图 20 给出了主管和两个支管通入空燃气量变化 时,辐射管壁面温差的变化关系. 从图中可以看出,支 管通入空燃气量占总气体量从 5% 增加到 35% 的过程 中,管壁面温差先从 82 益降低到 55 益 ,之后缓慢增加 到 59 益 ,支管通入燃气量为 20% 时辐射管壁面温差最 小,壁面温度均匀性最好. 图 20 壁面温差分布曲线 Fig. 20 Wall temperature difference distribution curve 3郾 2郾 4 传热分析 对比主管和支管通入空燃气不同分配比下辐射管 各个管段壁面传热情况,如表 4 所示. 从表中可以看 出,随着支管通入空燃气量的增加,中心管和回流管的 三通管管段的传热量逐渐增加,三通管和支管管段的 壁面传热量逐渐减少,这是由于支管处通入的空燃气 燃烧释放出的热量主要集中在回流管和部分烟气回流 进入的中心管;支管通入空燃气占总气体量的 20% ·104·