【Objetivo】 Com o agravamento dos problemas energéticos e ambientais, o combustível de hidrogênio tem recebido grande atenção em todo o mundo. O hidrogênio possui fontes amplas e, combinado com a tecnologia de combustão micro-misturada, pode realizar uma combustão sem carbono e com baixa emissão de óxidos de nitrogênio. A capacidade do queimador micro-misturado de alcançar uma combustão estável e com baixa poluição depende das características de mistura do combustível e do ar, bem como das características de combustão baseadas nisso, portanto, é muito necessário pesquisar as características de mistura do queimador micro-misturado. 【Método】 Com base em um queimador micro-misturado mononível de design independente, foi estudado por meio de simulação numérica as características de mistura e fluxo dentro do queimador, explorando seu princípio de funcionamento, além de analisar o efeito de diferentes distâncias de deslocamento, distância de mistura, formato do orifício de ar e razão de fluxo de momento na estrutura do campo convectivo e nas características de mistura em baixa potência. 【Resultados】 Os resultados da simulação numérica mostram que aumentar a distância de deslocamento e a distância de mistura ajuda a melhorar a uniformidade da mistura. Com o aumento da distância de deslocamento, a influência da razão equivalente no efeito da mistura aumenta gradualmente, aumentar a razão equivalente acelera a fusão dos vórtices internos e aumenta a intensidade do vórtice de contração externo; com o aumento da distância de mistura até certo comprimento, o índice de uniformidade cresce mais lentamente, enquanto o hidrogênio se difunde severamente, dificultando o controle para completar a mistura dentro da zona de mistura; quando a profundidade do jato de combustível é baixa, os orifícios de ar com baixa relação altura-largura e baixa relação da área superior para inferior apresentam melhor efeito de mistura, em baixa razão equivalente, os vórtices internos dos orifícios de ar triangulares produzem forte ação de sucção sobre o combustível; a uniformidade da mistura é o resultado da ação conjunta da razão de fluxo de momento e da intensidade do vórtice, em fluxo transversal de pequena escala, o efeito da razão de fluxo de momento do jato é mais significativo que a intensidade do vórtice, na mesma razão de fluxo de momento, orifícios de ar menores apresentam melhor mistura. Com o aumento da razão de fluxo de momento, a distribuição do combustível apresenta uma tendência de mudança de forma semicircular para forma de gota d'água e depois para forma de ferradura. 【Conclusão】 Os resultados deste estudo têm valor de referência para o projeto otimizado e aplicação da tecnologia de combustão micro-misturada em microturbinas a gás.

Microturbina a gás; queimador micro-misturado mononível; características de fluxo; características de mistura; índice de uniformidade