封閉空間內(nèi)的聲場(chǎng)分布及其對(duì)燃燒的影響.pdf

1、近年來，隨著人們生活水平的提高，人類對(duì)電力的需求量逐年增加。盡管我國(guó)已經(jīng)在太陽能、核能和風(fēng)能等新能源發(fā)電方面取得了一些成就，但據(jù)資料顯示，目前我國(guó)火電機(jī)組的發(fā)電量仍占總發(fā)電量的77％以上，因此，我國(guó)仍以火力發(fā)電為主要發(fā)電方式。鍋爐是火力發(fā)電廠的核心組成部分，鍋爐的安全高效運(yùn)行在整個(gè)電廠中占有舉足輕重的地位。而鍋爐的安全高效運(yùn)行在很人程度上取決于爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性和燃燒效率。研究表明，聲波可以影響燃燒的穩(wěn)定性，以及燃燒效率和污染物排放等。因

2、此，研究封閉空間包括爐內(nèi)的聲場(chǎng)分布及其對(duì)燃燒的影響對(duì)提高鍋爐效率、保障安全運(yùn)行具有重要意義。
　　 本文從理論上給出矩形空間內(nèi)的模態(tài)頻率和由聲源引起的內(nèi)部聲場(chǎng)分布理論值，并由理論推導(dǎo)得出圓柱形空間內(nèi)的模態(tài)頻率以及聲源在圓柱形空間內(nèi)產(chǎn)生的聲場(chǎng)分布解析解，得到的結(jié)論是:當(dāng)聲源的頻率接近或等于封閉空間內(nèi)的模態(tài)頻率時(shí)，聲壓振幅將趨于一個(gè)極大值，這將對(duì)燃燒產(chǎn)生很大影響。同時(shí)，對(duì)均勻溫度場(chǎng)下由小激勵(lì)源引起的矩形和圓柱形空間內(nèi)的聲場(chǎng)分布進(jìn)行了

3、有限元計(jì)算，得出了不同模態(tài)頻率的聲場(chǎng)分布數(shù)值解，其結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果基本一致;根據(jù)火電鍋爐內(nèi)存在燃燒溫度場(chǎng)的實(shí)際情況，論文進(jìn)一步研究了點(diǎn)聲源在600MW鍋爐內(nèi)非均勻溫度場(chǎng)中的聲場(chǎng)分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非均勻溫度場(chǎng)下也存在駐波模態(tài)，但是模態(tài)頻率相對(duì)均勻溫度場(chǎng)情況發(fā)生了不同程度的漂移，這為研究實(shí)際熱態(tài)鍋爐運(yùn)行情況下的模態(tài)頻率及其燃燒穩(wěn)定性提供了方法。論文從實(shí)驗(yàn)上研究了圓柱形空間內(nèi)聲波對(duì)的燭光火焰燃燒穩(wěn)定性和固體燃料燃燒效率的影響。得出低頻聲波在振

4、幅較小時(shí)對(duì)燃燒穩(wěn)定性影響較弱，此時(shí)火焰長(zhǎng)度較大，聲波對(duì)燃燒具有一定助燃作用;當(dāng)聲壓振幅增加至一定程度時(shí)會(huì)引起較為明顯的燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致滅火;高頻聲波對(duì)火焰穩(wěn)定性的影響不明顯;此外，在相同頻率下，聲壓波節(jié)處比聲壓波腹處對(duì)火焰穩(wěn)定性的影響更明顯。通過對(duì)于固體燃料棒燃燒效率實(shí)驗(yàn)，得出:當(dāng)聲壓級(jí)在80-105dB、頻率小于300Hz時(shí)，聲壓波節(jié)處比聲壓波腹處對(duì)燃燒過程有更好的促進(jìn)作用，但當(dāng)聲壓級(jí)大于105dB時(shí)，聲壓波節(jié)處反而對(duì)燃燒過程