[发明专利]一种组合式亥姆霍兹共振器

说明书

本发明提供一种组合式亥姆霍兹共振器，其中组合式亥姆霍兹共振器包括：具有共振腔的共振器本体、多个隔板以及多个颈管，每个隔板沿所述共振器本体的延伸方向设于所述共振腔内，能够将所述共振腔分隔为至少两个第一共振腔；每个所述第一共振腔的顶部设有至少一个进气口，每个所述颈管对应安装于所述进气口，且与所述第一共振腔连通；该组合式亥姆霍兹共振器的结构简单，能够灵活改变隔板的位置以及颈管的尺寸，改变抑制频率；且方便安装拆卸，能够同时抑制多个特征频率的燃烧振荡。

技术领域

本发明涉及燃烧技术领域，尤其涉及一种组合式亥姆霍兹共振器。

背景技术

现在人类获取能源和动力的方式主要是化石燃料的燃烧，在锅炉，燃气热水器，燃气轮机等燃烧装置中，燃烧振荡是较为常见的技术挑战，即当燃烧器内的释热率脉动与燃烧系统声压脉动发生耦合满足瑞利准则时，压力脉动持续得到能量的输入会大幅增加，严重时会对燃烧器产生结构性伤害，影响燃烧系统的稳定运行和安全工作。因此，燃烧装置应尽力规避燃烧振荡。但是为了减少以氮氧化物(NOx)为主的污染物排放，先进燃烧装置多采用贫油预混燃烧技术，这意味着燃烧装置常常在临近熄火的工作状态下运行，对外界的扰动十分敏感，容易受到外界扰动发生燃烧振荡。

目前，人们提出了多种方法和措施抑制燃烧振荡，根据原理不同可分为主动和被动控制两类。其中，主动控制由监测器和主动作动器组成，监测器用于检测燃烧系统内的压力脉动信号来识别燃烧振荡，主动作动器通过改变燃料或氧化剂供应等方式，施加外部激励抑制释热率和声波耦合，从而抑制或消除燃烧振荡。被动控制通过在燃烧器内加入某些声学元器件来抑制特定频率的燃烧振荡，如组合式亥姆霍兹共振器、声衬等。

主动控制算法要求高，需要控制系统和执行装置，成本较高。被动控制以声学阻尼器为主，例如组合式亥姆霍兹共振器，只能够抑制某一特定频率上的燃烧振荡，当振荡频率改变时需要重新安装新的共振器，操作繁琐，且针对具有多个特征频率的燃烧振荡，效果较差。

发明内容

本发明提供一种组合式亥姆霍兹共振器，用以解决现有技术中组合式亥姆霍兹共振器只能够抑制某一特定频率上的燃烧振荡，在振荡频率改变时需要重新安装新的共振器，操作繁琐，且针对具有多个特征频率的燃烧振荡，效果差的问题。

本发明提供一种组合式亥姆霍兹共振器，包括：具有共振腔的共振器本体、多个隔板以及多个颈管，每个隔板沿所述共振器本体的延伸方向设于所述共振腔内，能够将所述共振腔分隔为至少两个第一共振腔；每个所述第一共振腔的顶部设有至少一个进气口，每个所述颈管对应安装于所述进气口，且与所述第一共振腔连通。

根据本发明提供的一种组合式亥姆霍兹共振器，所述共振器本体为环柱体，所述共振器本体底部内壁面的长度小于或大于所述共振器本体底部外壁面的长度，且所述共振器本体底部的内壁面和所述共振器本体底部的外壁面封闭连接形成尖端。

根据本发明提供的一种组合式亥姆霍兹共振器，所述共振腔的内部还设有限位结构，用于限制所述隔板。

根据本发明提供的一种组合式亥姆霍兹共振器，所述共振腔的内壁面设有凹槽，所述隔板嵌设于所述凹槽内。

根据本发明提供的一种组合式亥姆霍兹共振器，多个所述隔板沿所述共振器本体的圆周方向均匀分布。

根据本发明提供的一种组合式亥姆霍兹共振器，所述进气口的截面形状为多边形。

根据本发明提供的一种组合式亥姆霍兹共振器，所述组合式亥姆霍兹共振器的工作频率为：其中，f_H为组合式亥姆霍兹共振器的工作频率；c为当前声速；A为所述颈管的横截面面积；v₀为所述第一共振腔体积；L为所述颈管的长度。