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旋流式天然气纯氧燃烧器燃烧特性的数值研究的开题报告
摘要：
本文基于旋流式天然气纯氧燃烧器，通过数值方法对其燃烧特性进行研究。首先，介绍了燃烧器的结构和工作原理，然后建立了三维燃烧模型，并通过计算流体力学（CFD）软件对其进行仿真。最后，通过参数分析分别研究了燃料流量、氧气增加量和旋流板倾角对燃烧特性的影响。
关键词：旋流式燃烧器，纯氧燃烧，数值模拟，气动力学
1.研究背景
随着经济的快速发展和社会的不断进步，能源的消耗量日益增大，对环境的影响也越来越严重。其中，化石能源的消耗量占比最大。燃气是一种环保、高效、经济的能源，是化石能源的重要替代品。然而，燃气燃烧产生的氮氧化物和颗粒物等有害物质对环境和人体健康造成了一定的影响。为了降低燃气燃烧产生的有害物质的排放量，近年来，纯氧燃烧技术逐渐得到了广泛的关注和应用。旋流式天然气纯氧燃烧器是一种先进的燃烧技术，既能够提高燃烧效率，又能够降低燃烧产生的有害物质的排放量，具有非常广阔的应用前景。
2.研究内容和方法
2.1研究内容
本文旨在通过数值模拟的方法，对旋流式天然气纯氧燃烧器进行研究。具体内容包括：
(1)燃烧器的结构和工作原理介绍。
(2)基于计算流体力学（CFD）软件，建立旋流式天然气纯氧燃烧器的三维数值模型。
(3)仿真分析燃料流量、氧气增加量和旋流板倾角等参数对燃烧特性的影响。
(4)对仿真结果进行分析和总结，得出旋流式天然气纯氧燃烧器的优化方案。
2.2研究方法
(1)燃烧器的结构和工作原理介绍
旋流式天然气纯氧燃烧器是一种由燃气、空气和纯氧组成的混合气体在旋流器的作用下混合后进行燃烧的热工设备。其主要结构包括进气口、氧气入口、旋转器、喷嘴、燃烧室和出口等部分。其工作原理是在进气口处，将天然气和空气混合后经过旋流器旋转再进入燃烧室，同时在喷嘴内喷入一定量的纯氧气体，与天然气和空气混合后形成完全燃烧，然后通过出口排放。
(2)建立旋流式天然气纯氧燃烧器的三维数值模型
本文采用ANSYSFluent软件，建立三维数值模型。首先导入燃烧器CAD文件，进行网格划分和生成。然后设置好气体物性、边界条件和初边界条件等参数。最后进行计算，得到旋流式天然气纯氧燃烧器在不同参数下的流场、温度场和压力场分布等数值结果。
(3)燃料流量、氧气增加量和旋流板倾角等参数对燃烧特性的影响
通过参数分析，研究燃烧器的燃料流量、氧气增加量和旋流板倾角等参数对其燃烧特性的影响。分别改变这些参数的数值大小，观察燃烧过程中流场、温度场和压力场分布等变化情况，并通过结果分析和比较，得出不同参数下的燃烧效果以及最佳参数组合。
(4)结果分析和总结
通过对仿真结果进行分析和总结，得出旋流式天然气纯氧燃烧器运行的最佳参数组合，提高其运行效率和减少有害物质的排放。
3.研究意义
本文的研究结果将有助于优化旋流式天然气纯氧燃烧器的结构和参数，提高其热效率和经济性，减少环境污染和能源消耗，同时还为其他纯氧燃烧设备和工艺的优化提供参考。
参考文献：
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