Helmholtz型脉动燃烧器的研制.pdf

第 22 卷第 2 期 　　　　　 　　　　　　郑州工程学院学报 　　　　　　　　　 　　Vol . 22 ,No . 2 2001 年 6 月 　 　　　　　　Journal of Zhengzhou Institute of Technology 　　　　　　　 　　Jun . 2001 ( ) 文章编号 :1671 - 1629 2001 02 - 0047 - 03 Helmholtz 型脉动燃烧器的研制 1 2 李保国 ,洪新华 ( 1 上海理工大学 动力工程学院 ,上海 200093 ;2 河南职技师院 基础部 ,河南 新乡 453003) 摘要 : 对膜片阀式 Helmholtz 型脉动燃烧器进行了研究 ,设计功率为 25 kW , 以液化石油气为燃 料 ,工作频率从 60～110Hz 可调 ,还分析了脉动燃烧器各主要部件的结构 ,确定了设计原则. 关键词 :Helmholtz 型 ;脉动燃烧器 ;设计 中图分类号 :TK22323 　　　　文献标识码 :A 　　脉动燃烧是一种周期性振荡燃烧过程 ,与传 频率 ,脉动燃烧器的热负荷通过改变燃气流量调 统稳定燃烧相比具有燃烧强度高 、传热系数大 、 节. CO 、NOX 排放量小 、自吸和增压 、结构紧凑等优 点. 脉动燃烧技术的早期应用是在喷气推进系统 和燃气涡轮领域 ,20 世纪 60 年代人们开始将脉 动燃烧技术应用在加热 、采暖等方面. 80 年代欧、 美 、日等相继开发出商业及家用脉动燃烧蒸汽锅 炉 、暖风机 、食品烤箱等[ 1] . 近年来 , 国外公司将其 应用于干燥领域包括粮食的干燥 ,利用脉动燃烧 器产生的高温高频振荡尾气流进行物料干燥 ,可 大大强化热 、质传递过程 ,提高干燥速率 2～3 倍 , 因而受到干燥界学者的关注. 但 由于脉动燃烧过 程机理复杂 ,并且缺乏必要的设计数据 ,使该项技 术的研究应用受到限制. 本文对 Helmholtz 脉动燃 烧器的结构 、设计方法和原则进行了分析探讨. 1 尾管 ;2 、3 出、进水管 ;4 尾管基段 ;5 燃烧室 ;6 空气阀;7 风机 ;8 火花塞 ;9 燃气阀;10 燃气去耦室 ;11 电磁阀; 12 控制 1 　脉动燃烧器总体设计 器 ;13 压力计 ;14 流量计 ;15 液化气瓶 图 1 　脉动燃烧装置总体结构示意图 ( 脉动燃烧器有 3 种基本类型 : Smidt 型 又称 ) [2 ] 脉动燃烧器工作原理 :通过控制器 12 启动风 1/ 4 波长型 、Helmholtz 型和 Rij ke 管 . 本文所研 制的脉动燃烧器为 Helmholtz 型 , 是基于声学上 机 、打开燃气通道中的电磁阀 11 , 空气和燃气通 Helmholtz 谐振原理设计的 ,如图 1 所示. 主要由尾 过各 自的膜片式单向阀进入燃烧室 5 混合 ,与此 管 、燃烧室 、空气阀、燃气供给系统 、点火装置及控 同时打开点火装置 ,进入燃烧室的可燃混合气被 制系统等组成. 该燃烧器以液化石油气为燃料 ,设 火花塞 8 点燃 ,燃烧伴随着放热过程使燃烧室内 计功率为 25kW. 排气段尾管设计为分段组合可调 温度 、压力升高 ,燃烧产生的压力使空气 、燃气阀 式 ,通过对尾管长度的调整 ,可改变脉动燃器工作 关闭 ,燃烧产物以高速沿尾管排出. 由于气流的惯 性作用 ,使燃烧室内产生负压 ,空气 、燃气阀又被 收稿 日期 :2000 - 10