然貧預(yù)混燃燒可以降低Nox的排放，但其火焰以容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況．相對(duì)于擴(kuò)散火焰，它的燃燒穩(wěn)定范圍較窄，因此在貧預(yù)混燃燒室的設(shè)計(jì)過程中，需要考慮燃燒不穩(wěn)定性。

M.Adzic等人通過實(shí)驗(yàn)研究了貧預(yù)混條件對(duì)微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室排放影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低負(fù)荷下燃燒室NOx排放受進(jìn)氣旋流數(shù)的影響很小，但大于85%負(fù)載工況時(shí)，提高進(jìn)氣旋流數(shù)有利于降低NOx排放，但燃燒室負(fù)荷對(duì)ＮＯｘ排放的影響不大，且相同條件下，環(huán)形燃燒室在高當(dāng)量比(>0.7)時(shí)排放性能優(yōu)于單管燃燒室;預(yù)混燃燒室CO排放濃度很低，然而較高的進(jìn)氣旋流數(shù)可導(dǎo)致燃燒室火焰穩(wěn)定性下降。

另有文獻(xiàn)對(duì)貧預(yù)混燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的火焰穩(wěn)定以及排放特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，該實(shí)驗(yàn)在常壓下、實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，采用的是單管燃燒器，主要研究了燃料與空氣混合度對(duì)燃燒室排放特性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燃料與空氣混合不均勻度的增加在整個(gè)貧預(yù)混條件下均可增大燃燒室Nox的排放，而且氧原子濃度的增加對(duì)NO生成濃度的增加的貢獻(xiàn)占50%以上;實(shí)驗(yàn)還表明混合不均勻度的增加可顯著降低燃燒室的穩(wěn)定燃燒邊界，這是因?yàn)橐环矫婊旌喜痪鶆蚨鹊脑黾釉鰪?qiáng)了燃燒室內(nèi)燃燒的震蕩，另一方面提高了燃燒室的貧熄火極限;最后通過實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，在燃燒室不穩(wěn)定燃燒過程中，火焰呈周期性運(yùn)動(dòng)，其火焰特性以及不穩(wěn)定機(jī)理顯著依賴于化學(xué)當(dāng)量比以及混合不均勻度。

Sadamasa Adachi提出了一種超低NOx的三級(jí)模型，燃燒室沿軸向分為三級(jí)，考慮到火焰穩(wěn)定性，第一級(jí)仍采用湍流擴(kuò)散燃燒方式，第二級(jí)和第三級(jí)均先將空氣和燃料混合后再通入燃燒室，分別各有兩個(gè)相對(duì)的混合噴嘴。預(yù)混空氣先經(jīng)通過一個(gè)徑向旋流通道，然后進(jìn)入火焰筒，燃料則直接通入旋流通道中，與空氣混合后進(jìn)入燃燒室。由于燃料和空氣預(yù)先混合，再加上進(jìn)入火焰筒后立即與上一級(jí)的燃?xì)饨佑|后急劇升溫，從而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此時(shí)由于混合空燃比較高，反應(yīng)區(qū)溫度較低(低于1500K )，幾乎無可見明火，從而抑制了NOx的產(chǎn)生，同時(shí)又由于反應(yīng)的初始溫度較高，高的燃燒效率也得以保證。

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