过程工程学报 ›› 2026, Vol. 26 ›› Issue (6): 600-610.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225255
张方芳1, 张朋远1,2*, 徐小婷1, 陈德敏1, 黄新杰1, 王帅帅1
Fangfang ZHANG1, Pengyuan ZHANG1,2*, Xiaoting XU1, Demin CHEN1, Xinjie HUANG1, Shuaishuai WANG1
摘要: 作为微热光电系统的关键部件,燃烧室的性能对整个系统的输出功率具有决定性影响。采用数值模拟与实验验证相结合的方法,研究了微燃烧器结构(回热管有/无肋片、火孔间距S/D)对可燃极限、流场分布、传热效应、污染物排放的影响。结果表明,相比于无肋片设计,有肋片的燃烧器的火焰根部锚定能力更强,脱火极限拓宽;预热效应更强,外壁面温度更高,辐射效率更大。S/D对火焰根部的锚定有重要影响,S/D=1.1时,火焰根部分别锚定在多孔板的中心和角再循环区(IRZ和CRZ);S/D=1.3时,火焰由IRZ和壁面边界层锚定;S/D=1.5时,火焰由中心低速区和壁面边界层锚定。综合来说,有肋片且S/D=1.1为最佳结构设计,虽然它的热性能、辐射效率和燃烧效率次优,介于S/D=1.3和1.5之间,但展现了最佳预热率和火焰稳定性,最宽的稳燃范围,且燃烧器出口CO排放最低。该研究可为微热光电系统高性能燃烧室的优化设计提供了重要的理论依据和实践指导。