[科普中国]-动量流率

动量流率的定义为式中ρ为气流密度，kg/m3；Vi为沿炉深方向的各测点的切向速度，m/s；ni为沿炉深方向的测点数；Vj为沿炉宽方向各测点的切向速度，m/s；nj为沿炉宽方向的测点数；Li为沿炉深方向各测点至炉膛中心的距离，m；Lj为沿炉宽方向各测点至炉膛中心的距离，m；ΔS为相邻两测点间距，m；ΔH为高度单位，m。

简介采用旋转动量流率矩P来反映炉内气流的旋转强弱。

实验和计算的炉内气流旋转动量流率矩沿炉膛高度的分布，两者吻合较好。旋转动量流率矩在燃烧器区域的中部达到最大值，在燃烧器区域上部由于要带动炉膛上部气流旋转，气流旋转动量流率矩已开始急剧下降。

在离开燃烧器区域以后，由于失去了燃烧器喷口射流的驱动，旋转气流向外扩展，因而旋转动量流率矩在上部炉膛高度的前半程衰减较快，随后衰减逐渐变慢。

在折焰角区域内，其衰减速度又明显加快。这是由于折焰角对气流的挤压和扰动，使气流的湍流混合增强，湍动度增大，其旋转动量流率矩衰减加快的缘故。

进入屏区以后，由于屏式过热器对旋转气流的切割和扰动，使得气流旋转动量流率矩在屏区下部急剧下降，因而屏式过热器对炉膛出口旋转气流有明显的削弱作用。

动量通量流场中各处流体的流速常是不一样的，流速不一样的流体质点有一种促使流场中各处流体质点流速均匀化的趋势，这样便形成了动量传输的现象。由动量定理知，一运动着物体的动量为其质量与运动速度的乘积，它是向量。在流场中动量是空间的函数。

单位时间内通过单位面积所传输的动量称为动量通量。

相关研究针对大型切向燃烧锅炉反切中存在的一些问题 ，在四角燃烧受控涡量燃烧模式的基础上 ，用数值模拟的方法对之进行了研究 ，探讨了一些基本规律1。

重点研讨了利用不同层二次风控旋时 ，角动量流率的变化规律。认为因气流贴壁的影响 ，不同层二次风控旋的效果是不同的 ，起旋风的大小及合理配置对维持气流旋转方向极其重要。

高温过热器和再热器发生多起受热面超温爆管事故 ，已影响了电厂的安全和经济运行 ，虽经多次技术改造 ，效果甚微。采用烟气侧和蒸汽侧相结合的方法 ，解决了此难题 ，获得了良好的社会效益和经济效益2。

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刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所