液体燃料燃烧实验指导书上传

液体燃料燃烧性能综合实验1.实验目的1、熟悉液体燃料综合燃烧性能试验设备的组成及原理；2、观察双头部燃烧室火焰筒内火焰形状；3、熟悉双头部燃烧室出口温度场和燃烧效率的测量方法。2.实验内容1、双头部旋流杯燃烧室点火和熄火试验；2、双头部旋流杯燃烧室燃烧效率试验；3、双头部旋流杯燃烧室出口温度场试验。3.实验装置(实验系统简图)液雾燃烧综合实验台主要由双头部燃烧室、供气装置、供油装置、点火装置、测试装置和总控制台组成。其中，测试装置不仅可以对出口燃气组成进行测试还可以通过更换电偶耙子测试燃烧室出口温度分布。总控制台控制油流量、点火以及实验数据的分析处理。双头部燃烧室采用双旋流器旋流杯稳定火焰，旋流器可以更换，主燃孔、掺混孔大小可调。进入燃烧室的空气由罗兹风机提供，燃油系统采用挤压式供油方式，排气分析仪采用9000B便携式红外线汽车排气分析仪。试验系统的原理简图如下所示：操作控制台供油系统排气分析仪双头部燃烧室稳流段旁路阀调节阀风机取样感头电偶耙4.实验原理1、点火性能和熄火性能对燃气轮机的可靠起动和稳定工作至关重要。双头部燃烧室试验件的结构、燃油与空气的混合方式与目前实际应用的主流燃气轮机燃烧室结构相同，燃烧室主燃区稳火方式采用双旋流器加主燃孔的方式。点火试验在一定的空气流量下首先对其中之一的燃烧室开始供油，点火，如点火不成功，逐渐加大供油量，直到点燃。燃烧室点燃后，开始向另一个燃烧室供油，点燃该燃烧室，至此，点火试验成功；熄火试验的原理是在燃烧室稳定工作状态下，逐渐减少供油量，当主燃区回流的高温燃气提供的热量小于新鲜混气着火要求的热量时，火焰就会熄灭，此时的油气比就是贫油熄火油气比。2、燃烧效率试验采用燃气分析法，在燃烧室稳定工作状态下，采用水冷采样感头采集燃烧室出口燃气样气，利用9000B型燃气分析仪直接测出燃气样气中的CO和UHC浓度值和燃烧效率。3、出口温度分布采用电偶耙子固定在一维位移机构上，电偶耙子上分布7根电偶，通过位移机构的移动，就可以给出燃烧室出口二维温度分布，采集到的出口温度分布数据通过软件直接给出燃烧室出口温度分布云图。5.具体实验步骤1、检查各系统是否工作正常以确保实验顺利进行，内容包括油路的气瓶压力、气路调节的旁路阀、点火电咀、工控采集以及冷却水路；2、检查试验设定的油、气参数，检查通过后，开启风机供气；3、首先进行点火试验，通过双头部燃烧室侧壁安装的玻璃窗观察点火电咀通电后产生的火焰形状。点火实验时，在一定的空气流量下，开始供油并点火，逐渐加大供油量，直到点燃，成功点着时的油气比即为该进口气流参数下的点火油气比；熄火试验是在燃烧室稳定工况下，逐渐减小供油量，直到双头部燃烧室火焰熄灭，即可得到熄火油气比。4、出口温度分布的测量，通过位移机构移动温度耙子，按程序预设的步进距离，每移动一步，采集一次温度数据，当从燃烧室出口一侧移动到另一侧，即可得到出口燃气温度的二维分布。5、燃烧效率的测量，在燃烧室设计点稳定工作状态下，通过水冷采样感头取得燃烧室出口的燃气，采用9000B型尾气分析仪分析燃气中的CO及UHC成分，获得燃烧效率。6、实验完毕后，先保证油路的切断，然后关闭风机停止供气，数据处理分析完成后，切断操纵台的供电，最后检查各系统安全。6.思考题1）简述燃烧室点火原理，压力、温度和气流速度对点火的影响？答：高压气流进入燃烧室，燃油喷射系统向高压气流喷油，点火系统采用电嘴发出的电火花点燃充分混合的可燃混合气体。压力、温度的增加均有利于点火，气流速度的增加不利于点火。2）出口温度分布的指标实验环境：总压：4.20kPa压差：1.828kPa空气流量：0.251kg/s点火油气比：燃烧室1：1f=0.0171燃烧室2：2f=0.0275熄火油气比：f=0.01628尾气排放：油气比FAR=0.0220CO=0.23%UHC=8ppmNOx=30ppm燃气污染排放物主要包括CO、UHC和NOX。燃气排放中物质i的EI指数定义是单位质量燃料所产生的物质i的质量，单位是g/kg，计算公式：i1EI(1)1000iigasMCMFAR其中：iM是物质i的摩尔质量，gasM是燃气的摩尔质量，记为28.6；iM是物质i的体积浓度（ppm即百万分之一），FAR是油气比。燃烧效率：计算公式：11000cocoUHCUHCcuEIHEIHH其中：coH、UHCH和uH分别是CO、UHC和燃料热值，其中UHC可以按CH4处理104.60COEI,0.208UHCEI,2.144xNOEI10114/COHkJkg，50179/UHCHJkg得到燃烧效率为：97.60%c出口温度分布：热点指标：4max443583.47533.090.2056533.09288aveaveaveTTOTDFTT3）燃烧效率的测试方法种类及特点？答：测试方法种类：温升燃烧效率、焓增燃烧效率、燃气分析法燃烧效率。特点：前两种方法需要对燃油的热值、温升和燃烧室出口温度进行较准确的确定才能保证测试精度，但这一点比较困难；而最后一种方法是测量燃烧后气体的成分来分析燃烧效率，只与仪器测量误差相关，是最为准确的方法。