本文在自行設(shè)計(jì)的氣化燃燒爐上進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)研究。燃燒方式為逆向燃燒，燃料從上部送至燃燒室，燃燒空氣從頂部強(qiáng)制鼓入，新燃料受下面已燃燒的燃料層的預(yù)熱、干燥，進(jìn)而著火燃燒。首先對(duì)玉米秸稈、棉稈及木屑生物質(zhì)顆粒燃料進(jìn)行了工業(yè)分析、元素分析及熱值的測定。其次，利用熱電偶測量爐排及爐膛內(nèi)的煙氣溫度，利用煙氣分析儀測量煙氣中的CO濃度，研究爐排面積熱負(fù)荷、爐膛容積熱負(fù)荷、燃料含水量及過量空氣系數(shù)對(duì)燃燒過程的影響，確定了適用于生物質(zhì)燃燒的爐排面積熱負(fù)荷、爐膛容積熱負(fù)荷及過量空氣系數(shù)。
通過所建燃燒爐，研究了換熱表面污垢沉積對(duì)傳熱過程的影響，結(jié)果表明：污垢沉積層導(dǎo)致傳熱惡化，使傳熱系數(shù)大幅降低。以換熱表面的污垢增長率為指標(biāo)，試驗(yàn)研究了燃料種類、燃料粒度、煙氣速度對(duì)沉積的影響，總結(jié)了引起換熱表面灰沉積的原因。針對(duì)燃燒爐沉積問題嚴(yán)重、傳熱不足的缺點(diǎn)，采用換熱管內(nèi)插旋轉(zhuǎn)扭帶的方法強(qiáng)化傳熱。利用CFD技術(shù)，建立了扭帶管內(nèi)流體流動(dòng)的三維物理模型及數(shù)學(xué)模型，對(duì)扭帶管及光管內(nèi)流體的溫度場及速度場進(jìn)行分析，結(jié)果表明：扭帶管內(nèi)流體做三維螺旋運(yùn)動(dòng)，相同高度截面上軸向速度、切向速度及徑向速度均高于光管；扭帶降低了流體截面的平均溫度，強(qiáng)化了傳熱。根據(jù)模擬結(jié)果分析了傳熱系數(shù)及阻力系數(shù)隨雷諾數(shù)的變化規(guī)律，以傳熱與流動(dòng)性能比作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定了扭帶的最佳結(jié)構(gòu)尺寸。
最后，對(duì)內(nèi)插旋轉(zhuǎn)扭帶的換熱管進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果顯示扭帶使換熱管的傳熱系數(shù)提高35.9%。旋轉(zhuǎn)的扭帶具有清除換熱表面污垢的作用，清灰后傳熱系數(shù)提高約20%，減少了換熱表面的灰沉積，提高了熱能利用率。
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