一种观测炉内空气分级流动的实验装置的制作方法

本实用新型属于煤粉炉内燃烧流动测量技术领域，具体涉及一种观测炉内空气分级流动的实验装置。

背景技术：

燃烧在冶金和电力领域有着广泛应用，鉴于四角切圆煤粉炉燃烧温度分布均匀和具有良好空气动力学特性的优势，该种炉型已经被作为电站和供暖锅炉所采用的主要炉型。空气分级技术是一种较好的低氮氧化物减排技术，现已逐步被电站锅炉所采用。四角切圆煤粉炉内的空气分级燃烧过程属于复杂湍流流动和燃烧化学反应相互耦合的过程，主要研究方法是采用实验观测与数值模拟相结合的方法，实验观察结果多来自于工厂，实际运行中炉内速度场、温度场和浓度场的测量又会受到测试条件的限制，且具有耗时长和工作量大的缺点。

目前实验室中鲜有研究四角切圆炉内空气分级流动的实验装置，为了展开相关测量，有必要提出一种能观测四角切圆煤粉炉内空气分级流动的实验装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种观测炉内空气分级流动的实验装置，该装置结构设计合理，可视化强，能够解决现有燃烧实验研究耗资高和操作困难的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种观测炉内空气分级流动的实验装置，包括由有机玻璃制成的四角切圆炉，在其底部设有一次风单元，在其中部两侧分别设有二次风单元和燃尽风单元，一次风单元内设有用于测量一次风大小的测速仪；燃尽风单元内设有用于测量燃尽风风速的流量计I，二次风单元内设有用于测量二次风风速的流量计II。

一次风单元包括一次风机及与其相连的一次风接管，一次风接管与进料管相连，一次风接管上伸出两条支路，一路为一次风管I，另一路为一次风管II，一次风管I连接至设置在四角切圆炉上的一次风口I处，一次风管II连接至设置在四角切圆炉上的一次风口II；一次风管I上设有一次风阀I，一次风管II上设有一次风阀II。

测速仪设置在一次风接管的管路上。

进料管上还设有进料阀。

二次风单元包括二次风机及与分别其相连的二次风接管I和二次风接管II；

二次风接管I上伸出两条支路，一路为二次风管I，另一路为二次风管II，二次风管I连接至设置在四角切圆炉上的二次风口I处，二次风管II连接至设置在四角切圆炉上的二次风口II；二次风管I上设有二次风阀I，二次风管II上设有二次风阀II；

二次风接管II上伸出两条支路，一路为二次风管III，另一路为二次风管IV，二次风管III连接至设置在四角切圆炉上的二次风口III，二次风管IV连接至设置在四角切圆炉上的二次风口IV；二次风管III上设有二次风阀III，二次风管IV上设有二次风阀IV。

流量计II设置在二次风接管I的管路上。

燃尽风单元包括燃尽风风机及与其相连的燃尽风接管，燃尽风接管上伸出四条支路，分别为燃尽风管I、燃尽风管II、燃尽风管III和燃尽风管IV；

燃尽风管I连接至设置在四角切圆炉上的燃尽风口I处，燃尽风管II连接至设置在四角切圆炉上的燃尽风口II处，燃尽风管III连接至设置在四角切圆炉上的燃尽风口III处，燃尽风管IV连接至设置在四角切圆炉上的燃尽风口IV处；

燃尽风管I上设有燃尽风阀I，燃尽风管II上设有燃尽风阀II，燃尽风管III上设有燃尽风阀III，燃尽风管IV上设有燃尽风阀IV。

流量计I设置在燃尽风接管的管路上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的观测炉内空气分级流动的实验装置，包括采用有机玻璃加工而成的四角切圆炉，在其底部设有一次风单元，在其中部两侧分别设有二次风单元和燃尽风单元，其中一次风口喷入煤粉，二次风口和燃尽风口喷入空气，通过调节一次风，二次风和燃尽风量可观察到不同空气分级下的四角切圆炉内流场分布。该实验装置简单易行，成本低廉，可视化强，所获得的冷态空气分级的流场可视化结果，从而用于指导热态燃烧过程的模拟研究。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中：1.四角切圆炉；2.燃尽风口I；3.燃尽风口II；4.燃尽风阀I；5.燃尽风阀II；6.燃尽风管I；7.燃尽风管II；8.燃尽风接管；9.流量计I；10.燃尽风机；11.二次风管I；12.二次风管II；13.流量计II；14.二次风接管I；15.二次风机；16.一次风口I；17.一次风口II；18.一次风管I；19.一次风阀I；20.测速仪；21.一次风阀II；22.一次风管II；23.一次风接管；24.一次风机；25.进料阀；26.进料管；27.二次风接管II；28.二次风管III；29.二次风管IV；30.二次风阀III；31.二次风阀IV；32.燃尽风管III；33.燃尽风管IV；34.燃尽风阀III；35.燃尽风阀IV；36.燃尽风口III；37.燃尽风口IV；38.二次风口I；39.二次风口II；40.二次风阀I；41.二次风阀II；42.二次风口III；43.二次风口IV。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1，本实用新型的观测炉内空气分级流动的实验装置，四角切圆炉1的左侧墙从上往下依次安装有燃尽风口III 36，燃尽风口IV 37，二次风口III 42、二次风口IV 43和一次风口I 16。燃尽风口III 36连接有燃尽风管III 32，其上布置有燃尽阀IV 34；燃尽风口IV 37连接有燃尽风管IV 33，其上布置有燃风阀IV 35；二次风口III 42连接有二次风管III 28，其上接有二次风阀II 30；二次风阀IV 31连接有二次风管IV 29，其上接有二次风阀IV 31；一次风口I 16连接着一次风管I 22，其上安装有一次风阀I 21。

四角切圆炉1的右侧墙从上往下依次安装有燃尽风口I 2、燃尽风口II 3、二次风口I 38、二次风II 39和一次风口II 17。燃尽风口I 2连接有燃尽风管I 6，其上布置有燃尽风阀I 4；燃尽风口II 3连接有燃尽风管II 7，其上布置有燃尽风阀II 5；二次风口I 38连接有二次风管I 11，其上连接有二次风阀I 40；二次风口II 39连接有二次风管II 12，其上连接有二次风阀II 41。燃尽风管接管8将燃尽风管I 6、燃尽风管II 7、燃尽风管III 32和燃尽风管IV33连接起来并与燃尽风机10相接，在该燃尽风接管8上安装有流量计I 9。二次风接管I 14将二次风管I 11和二次风管II 12连接起来，二次风接管II 27将二次风管III 28和二次风管IV29连接起来，并与二次风接管I 14相接后共同接入二次风机15，在二次风接管I 14上安装有流量计II 13。一次风接管23将一次风管II 18和一次风管I 22连接起来，并接入到一次风机24中。在一次风接管23上安装有进料阀25和进料管26以及测速仪20。

本实用新型的观测炉内空气分级流动的实验装置，在使用时：

煤粉从进料管26进入到一次风接管23中，一次风机24抽吸空气与煤粉混合后分别经由一次风管I 18和一次风管II 22送入到四角切圆炉1内，形成一次风。安装在一次风接管23上的测速仪20可以测得一次风口I 16和一次风口II 17的风速大小。二次风机15抽吸空气经由二次风接管I 14和二次风接管II 27分别送入到二次管I 11、二次风接管II 12、二次风管III 28和二次风管IV 29。然后从二次风口I 38、二次风口II 39、二次风口III 42和二次风口IV 43被送入四角切圆炉1中，形成二次风。燃尽风机10抽吸环境中空气经由燃尽风接管8分别送入燃尽风管I 6、燃尽风管II 7、燃尽风管III 32和燃尽风管IV 33中，并从燃尽风管I、燃尽风管II、燃尽风管III、燃尽风管IV所连接的燃尽风口I 2、燃尽风口II 3、燃尽风口III 36和燃尽风口IV 37被送入到四角切圆炉1中，形成燃尽风射流。通过调节布置在燃尽风管I 6、燃尽风管II 7、燃尽风管III 32和燃尽风管IV 33上的燃尽风阀I 4、燃尽风阀II 5、燃尽风阀III 34和燃尽风阀IV 35的开度大小可调节燃尽风速，燃尽风速的测量可以通过安装在二次风接管I上的流量计I 9来测量。同理，通过调节二次风管I 11、二次风管II 12、二次风管III28和二次风管IV 29上安装的二次风阀I 40，二次风阀II 41、二次风阀III 30和二次风阀IV 31的开度大小，可调节二次风速，二次风速的测量可通过安装在二次风接管I 14上的测量计II 13来获得。改变二次风机和燃尽风的流量和流速，可以观测不同空气分级的炉内流场分布。