天然气是一种清洁能源，具有热值高、燃烧稳定、设备简易、便于控制以及污染小等优点。蓄热式燃气加热炉具有节约燃料、提高热利用率、降低NOx排放量，减小设备尺寸等优点。而我国蓄热式燃气加热炉普遍存在着能源消耗高、环境污染严重等问题。因此，本文对天然气在高温蓄热式燃烧技术应用时进行了数值模拟，并分析了影响炉膛內气流流动和温度分布的因素。主要研究内容和结果如下:
1.建立了天然气蓄热式锻造加热炉三维火焰空间的数学模型，模拟了炉膛内的温度、流速、浓度分布情况。
2.针对不同的射流的相对速度、预热温度和夹角进行了数值模拟，结果表明:天然气射流和空气射流的相对速度越小,加热炉内的高温区域越大，并且蓄热式燃气加热炉炉膛内的平均温度愈高，炉内的温度均匀性愈好;当空气的预热温度不变时，仅提高天然气的预热温度，炉内的最高温度和平均温度还会随之提高;当天然气和空气的预热温度都不变时，改变天然气和空气射流间的夹角，同样会改变炉膛内的温度分布情况，炉内的最高温度和出口处的平均温度几乎呈线性降低，炉内平均温度成二次曲线变化先增大后减小，并且炉膛内的高温区越靠近喷口处。
同时还对不同的烧嘴喷口间距和安装高度进行了数值模拟，结果表明:当射流的其它参数一定时，增大喷口间距，天然气和空气更容易扩散到整个炉膛进行燃烧，相应地蓄热式燃气加热炉炉膛内的温度也越均匀，但是若间距太大，射流偏转更大，在炉内形成更大的漩涡，使流速分布不均匀，致使平均温度降低;在烧嘴喷口间距，空气、天然气射流流速、喷射方向和温度不变的前提下，改变烧嘴的安装高度，对加热炉炉膛的最高温度，平均温度以及烟气组分的浓度影响不大，但是对加热钢坯表面的温度分布影响很大。
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