本公開的實施例涉及燃?xì)廨啓C，具體涉及適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴和微混管制造方法。

背景技術(shù)：

1、氫燃?xì)廨啓C作為大規(guī)模、長周期儲能技術(shù)，具有零碳排放、快速啟停、調(diào)頻調(diào)壓支撐性強的特點，可發(fā)揮短時頂峰和深度調(diào)節(jié)等優(yōu)勢。目前，在設(shè)計氫燃?xì)廨啓C的噴嘴時，通常采用的方式為：采用大直徑的預(yù)混噴嘴，然后根據(jù)管槽內(nèi)強制對流換熱特征，確定預(yù)混噴嘴的長度以提高冷卻效果。

2、然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用上述方式設(shè)計燃?xì)廨啓C的噴嘴時，經(jīng)常會存在如下技術(shù)問題：

3、第一，氫氣的點火能量較低、火焰擴散速度較快、燃燒過程短，當(dāng)燃料為純氫時，采用大直徑的預(yù)混噴嘴造成較高的回火風(fēng)險。

4、第二，僅考慮冷卻效果確定預(yù)混噴嘴的長度，而未考慮預(yù)混噴嘴的長度對氣體的混合均勻性以及壓力損失的影響，當(dāng)預(yù)混噴嘴的長度較長時，壓力沿程損失較大，導(dǎo)致燃燒室的總壓損失較高，從而造成燃?xì)廨啓C的性能較低，當(dāng)預(yù)混噴嘴的長度過短時，空氣與氫氣的混合均勻性較低，導(dǎo)致預(yù)混噴嘴的回火風(fēng)險較高，從而造成燃燒室的燃燒穩(wěn)定性較低。

5、該背景技術(shù)部分中所公開的以上信息僅用于增強對本發(fā)明構(gòu)思的背景的理解，并因此，其可包含并不形成本國的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開的內(nèi)容部分用于以簡要的形式介紹構(gòu)思，這些構(gòu)思將在后面的具體實施方式部分被詳細(xì)描述。本公開的內(nèi)容部分并不旨在標(biāo)識要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護(hù)的技術(shù)方案的范圍。

2、本公開的一些實施例提出了適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴和適用于純氫燃?xì)廨啓C的微混管制造方法，來解決以上背景技術(shù)部分提到的技術(shù)問題中的一項或多項。

3、第一方面，本公開的一些實施例提供了一種適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，該噴嘴包括：第一面板、第二面板、側(cè)板、至少一個燃料管和至少一個微混管，其中，上述至少一個微混管中的微混管包括微混管主體和至少一個燃料孔，微混管包括的微混管主體的直徑為3～5毫米，每個微混管主體均包括進(jìn)口端和出口端，微混管包括的各個燃料孔設(shè)置在對應(yīng)的微混管主體的側(cè)面，微混管包括的各個燃料孔的中心點位于同一水平面上，上述第一面板、上述第二面板與上述側(cè)板形成燃料腔，上述至少一個燃料管中的各個燃料管設(shè)置在上述第一面板上，每個燃料管的出口端與上述燃料腔連通；每個微混管的進(jìn)口端設(shè)置在上述第一面板上，處于上述燃料腔內(nèi)，上述第一面板上設(shè)置有至少一個空氣入口孔，每個微混管的進(jìn)口端對應(yīng)有一個空氣入口孔，每個微混管的進(jìn)口端與對應(yīng)的空氣入口孔連通；上述第二面板上設(shè)置有至少一個混合燃料出口孔，每個微混管的出口端對應(yīng)有一個混合燃料出口孔，每個微混管的出口端與對應(yīng)的混合燃料出口孔連通。

4、可選地，微混管包括的各個燃料孔的長軸線與對應(yīng)的微混管主體的中心軸線的夾角范圍為15度～60度；微混管包括的微混管主體的長度為51～85毫米；每個燃料孔的直徑為0.4～0.7毫米，燃料孔的中心點與對應(yīng)的微混管主體的出口端橫截面的距離為45～75毫米。

5、可選地，微混管包括的出口端的外側(cè)面設(shè)置有至少一個散熱肋片。

6、可選地，每個微混管的進(jìn)口端設(shè)置有倒角。

7、第二方面，本公開的一些實施例提供了一種適用于純氫燃?xì)廨啓C的微混管制造方法，應(yīng)用于如上述第一方面任一實現(xiàn)方式所描述的噴嘴包括的微混管，該方法包括：確定目標(biāo)純氫燃?xì)廨啓C的燃燒室運行溫度信息和燃燒室運行壓力信息；根據(jù)上述燃燒室運行溫度信息和上述燃燒室運行壓力信息，生成微混管直徑范圍信息；根據(jù)上述微混管直徑范圍信息和預(yù)設(shè)微混管尺寸比例范圍信息，確定初始管道直徑信息和初始管道尺寸比例信息；根據(jù)初始管道直徑信息和初始管道尺寸比例信息，執(zhí)行以下確定步驟：根據(jù)初始管道直徑信息和初始管道尺寸比例信息，構(gòu)建微混管結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)預(yù)設(shè)流體仿真模型，對上述微混管結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行仿真處理，得到仿真結(jié)果信息；根據(jù)上述仿真結(jié)果信息和上述燃燒室運行壓力信息，生成壓損信息和混合不均勻度信息；響應(yīng)于確定上述壓損信息和上述混合不均勻度信息滿足預(yù)設(shè)校驗條件，將初始管道直徑信息確定為微混管直徑信息，以及將初始管道尺寸比例信息確定為微混管尺寸比例信息；根據(jù)上述微混管直徑信息和上述微混管尺寸比例信息，生成微混管長度信息；根據(jù)上述微混管直徑信息和上述微混管長度信息，生成燃料孔信息；控制相關(guān)聯(lián)的微混管制造裝置根據(jù)上述微混管直徑信息、上述微混管長度信息和上述燃料孔信息執(zhí)行微混管制造操作。

8、本公開的上述各個實施例具有如下有益效果：通過本公開的一些實施例的適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，可以降低回火風(fēng)險和氮氧化物的排放。具體來說，造成較高的回火風(fēng)險的原因在于：氫氣的點火能量較低、火焰擴散速度較快、燃燒過程短，當(dāng)燃料為純氫時，采用大直徑的預(yù)混噴嘴造成較高的回火風(fēng)險?；诖耍竟_的一些實施例的適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，上述噴嘴包括：第一面板、第二面板、側(cè)板、至少一個燃料管和至少一個微混管，其中，上述至少一個微混管中的微混管包括微混管主體和至少一個燃料孔，微混管包括的微混管主體的直徑為3～5毫米，每個微混管主體均包括進(jìn)口端和出口端，微混管包括的各個燃料孔設(shè)置在對應(yīng)的微混管主體的側(cè)面，微混管包括的各個燃料孔的中心點位于同一水平面上，上述第一面板、上述第二面板與上述側(cè)板形成燃料腔，上述至少一個燃料管中的各個燃料管設(shè)置在上述第一面板上，每個燃料管的出口端與上述燃料腔連通；每個微混管的進(jìn)口端設(shè)置在上述第一面板上，處于上述燃料腔內(nèi)，上述第一面板上設(shè)置有至少一個空氣入口孔，每個微混管的進(jìn)口端對應(yīng)有一個空氣入口孔，每個微混管的進(jìn)口端與對應(yīng)的空氣入口孔連通；上述第二面板上設(shè)置有至少一個混合燃料出口孔，每個微混管的出口端對應(yīng)有一個混合燃料出口孔，每個微混管的出口端與對應(yīng)的混合燃料出口孔連通。因為適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴是通過各個直徑較小的微混管將空氣和氫氣預(yù)先混合均勻，然后通過混合燃料出口孔將混合后的燃料氣體射入燃燒室，代替了由大直徑的預(yù)混噴嘴直接射入燃燒室，從而提高了燃料出口孔處燃料氣體的速度，由此，可以降低回火風(fēng)險。也因為攝入燃燒室的是在微混管中混合均勻后的混合氣體，微混管內(nèi)的空間較小，提高了混合氣體的混合均勻性，由此，還可以降低氮氧化物的排放。

技術(shù)特征：

1.一種適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，其中，所述噴嘴包括：第一面板、第二面板、側(cè)板、至少一個燃料管和至少一個微混管，其中，所述至少一個微混管中的微混管包括微混管主體和至少一個燃料孔，微混管包括的微混管主體的直徑為3～5毫米，每個微混管主體均包括進(jìn)口端和出口端，微混管包括的各個燃料孔設(shè)置在對應(yīng)的微混管主體的側(cè)面，微混管包括的各個燃料孔的中心點位于同一水平面上，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，其中，微混管包括的各個燃料孔的長軸線與對應(yīng)的微混管主體的中心軸線的夾角范圍為15度～60度；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，其中，微混管包括的出口端的外側(cè)面設(shè)置有至少一個散熱肋片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴，其中，每個微混管的進(jìn)口端設(shè)置有倒角。

5.一種適用于純氫燃?xì)廨啓C的微混管制造方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-4之一所述的適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴包括的微混管，所述微混管制造方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述確定步驟還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述根據(jù)所述燃燒室運行溫度信息和所述燃燒室運行壓力信息，生成微混管直徑范圍信息，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述根據(jù)所述氣體運動粘度信息和預(yù)設(shè)氣體平均速度，生成微混管直徑范圍信息，包括；

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述根據(jù)所述微混管直徑信息和所述微混管長度信息，生成燃料孔信息，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述仿真步驟還包括：

技術(shù)總結(jié)
本公開的實施例公開了適用于純氫燃?xì)廨啓C的噴嘴和微混管制造方法。該噴嘴的一具體實施方式包括：第一面板、第二面板、側(cè)板、至少一個燃料管和至少一個微混管，其中，微混管包括微混管主體和至少一個燃料孔，微混管主體的直徑為3～5毫米，各個燃料孔設(shè)置在對應(yīng)的微混管主體的側(cè)面，第一面板、第二面板與側(cè)板形成燃料腔，各個燃料管設(shè)置在第一面板上，每個燃料管的出口端與燃料腔連通；每個微混管的進(jìn)口端設(shè)置在第一面板上，處于燃料腔內(nèi)，第一面板上設(shè)置有至少一個空氣入口孔；第二面板上設(shè)置有至少一個混合燃料出口孔，每個微混管的出口端對應(yīng)有一個混合燃料出口孔。該實施方式可以降低回火風(fēng)險和氮氧化物的排放。

技術(shù)研發(fā)人員：王永志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無錫明陽氫燃動力科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10