徐钱等：分区分级双P型辐射管喷口结构位置特性 ·759· 1100mm范围内，随着燃烧的进行气体温度逐渐升高， ·-x=-100mm ·一x=0mm 最高温度达到1510K左右：喷口位于x=0和x= x=100 mm -100mm位置时，在轴向位置0~1500mm范围内，随 1450 着燃烧的进行气体温度逐渐升高，燃烧后移，两者的最 高温度均在1490K左右，相差不大：在2000mm以后 1400 的范围内，喷口位于x=0和x=-100mm位置时两者 1350 的气体温度分布相差很小，喷口位于x=l00mm位置 时气体温度明显低于其余两个位置的分区分级燃气辐 1300 射管的气体温度 0 1000 2000 3000 4000 3.1.2支管喷口位置 轴向位置mm 支管喷口位置的选择对分区分级燃气辐射管内气 图4分区分级燃气辐射管气体截面平均温度沿气体流动方向 体流动有着重要影响.本节设计了喷口位于三通管管 变化曲线 壁处（位置1）和三通管与支管交线处（位置2）两个位 Fig.4 Gas flow direction change curves of gas cross section of gas 置，具体结构如图5所示.通过数值模拟，对分区分级 radiant tube with partition 燃气辐射管内气体温度和壁面温度特性进行了分析 位置1 位置2 图5支管喷口位置结构图 Fig.5 Pipe nozzle position diagram 图6给出了支管喷口在不同位置时分区分级燃气3.2喷口结构对分区分级燃气辐射管性能影响 辐射管内气体温度云图.从图中可以看出，喷口位于 3.2.1主管喷口结构 位置1时，受三通管流动烟气的惯性冲击作用，气体向 喷口结构直接影响着气体混合以及燃烧特性.本 外壁面偏移，支管处气体温度场呈由内向外逐渐递增 节采用了非预混式、部分预混式和完全预混式三种喷 的趋势：喷口位于位置2时，由于喷口位于气体流动的 口结构，结构如图7所示.通过数值计算对喷口为不 中心线处，在支管内分布较为均匀，避免了燃烧高温气 同结构时的分区分级燃气辐射管的气体温度和壁面温 体对外侧壁面的冲击，有利于提高分区分级燃气辐射 度特性进行研究 管壁面温度均匀性，增加辐射管的使用寿命 温度K 1723 1581 438 位置1 1296 1153 1011 非预混式 部分预混式 完全预混式 868 图7主管喷口结构示意图 726 Fig.7 Schematic diagram of nozzle structure 位置2 583 图8给出了主管喷口采用不同结构时分区分级燃 442 气辐射管的气体温度变化曲线.从图中可以看出，喷 298 口为非预混式喷口时，燃烧主要发生在0~1400mm范 图6支管喷口在不同位置时辐射管内气体温度云图 围内，气体最高温度达到1497K:喷口为完全预混式喷 Fig.6 Gas cloud temperature of pipe nozzle in different positions in 口时燃烧主要发生在0~600mm范围内，气体最高温 radiation tube 度仅为1455K:喷口为部分预混式喷口时，燃烧主要发徐 钱等: 分区分级双 P 型辐射管喷口结构位置特性 图 4 分区分级燃气辐射管气体截面平均温度沿气体流动方向 变化曲线 Fig. 4 Gas flow direction change curves of gas cross section of gas radiant tube with partition 1100 mm 范围内,随着燃烧的进行气体温度逐渐升高, 最高温度达到 1510 K 左右;喷口位于 x = 0 和 x = - 100 mm 位置时,在轴向位置 0 ~ 1500 mm 范围内,随 着燃烧的进行气体温度逐渐升高,燃烧后移,两者的最 高温度均在 1490 K 左右,相差不大;在 2000 mm 以后 的范围内,喷口位于 x = 0 和 x = - 100 mm 位置时两者 的气体温度分布相差很小,喷口位于 x = 100 mm 位置 时气体温度明显低于其余两个位置的分区分级燃气辐 射管的气体温度. 3郾 1郾 2 支管喷口位置 支管喷口位置的选择对分区分级燃气辐射管内气 体流动有着重要影响. 本节设计了喷口位于三通管管 壁处(位置 1)和三通管与支管交线处(位置 2)两个位 置,具体结构如图 5 所示. 通过数值模拟,对分区分级 燃气辐射管内气体温度和壁面温度特性进行了分析. 图 5 支管喷口位置结构图 Fig. 5 Pipe nozzle position diagram 图 6 支管喷口在不同位置时辐射管内气体温度云图 Fig. 6 Gas cloud temperature of pipe nozzle in different positions in radiation tube 图 6 给出了支管喷口在不同位置时分区分级燃气 辐射管内气体温度云图. 从图中可以看出,喷口位于 位置 1 时,受三通管流动烟气的惯性冲击作用,气体向 外壁面偏移,支管处气体温度场呈由内向外逐渐递增 的趋势;喷口位于位置 2 时,由于喷口位于气体流动的 中心线处,在支管内分布较为均匀,避免了燃烧高温气 体对外侧壁面的冲击,有利于提高分区分级燃气辐射 管壁面温度均匀性,增加辐射管的使用寿命. 3郾 2 喷口结构对分区分级燃气辐射管性能影响 3郾 2郾 1 主管喷口结构 喷口结构直接影响着气体混合以及燃烧特性. 本 节采用了非预混式、部分预混式和完全预混式三种喷 口结构,结构如图 7 所示. 通过数值计算对喷口为不 同结构时的分区分级燃气辐射管的气体温度和壁面温 度特性进行研究. 图 7 主管喷口结构示意图 Fig. 7 Schematic diagram of nozzle structure 图 8 给出了主管喷口采用不同结构时分区分级燃 气辐射管的气体温度变化曲线. 从图中可以看出,喷 口为非预混式喷口时,燃烧主要发生在 0 ~ 1400 mm 范 围内,气体最高温度达到 1497 K;喷口为完全预混式喷 口时燃烧主要发生在 0 ~ 600 mm 范围内,气体最高温 度仅为 1455 K;喷口为部分预混式喷口时,燃烧主要发 ·759·