大加速度场中二维层流燃烧过程的数值模拟

用SIMPILER方法，对大加速度场中的二维轴对称预混层流燃烧过程进行了数值模拟，分析了当加速度场方向与对称轴方向一致时，加速度场强度和进口流速等因素对燃烧过程的速度场、温度场及燃烧稳定性的影响。模拟燃烧为C3H8和空气，燃烧室壁面绝热。计算结果表明，在大加速度场中，火焰面附近的温度梯度所产生的“浮力”作用会显著改变流场结构和火焰面形状，直至流动和燃烧过程失去稳定性。     

燃气轮机燃烧室燃烧流场的数值计算

对某型燃气轮机燃烧室的燃烧流场运用FLUENT软件进行了数值模拟.在模拟过程中采用了标准k-ε湍流模型、"简单化学反应系统"模型和"快速化学反应"假设,用SIMPLE算法进行压力一速度耦合求解,分析了不同负荷情况对燃烧效率、出口平均温度、过量空气系数及火焰长度的影响.计算结果能够很好地反映燃烧室燃烧流动的特点,对预测燃烧室内的燃烧流动及燃烧室的优化有一定参考价值.     

层流预混自由火焰数学模型及数值计算的研究

采用复杂化学动力学反应模型。模拟研究了开放空间中层流预混自由火焰的燃烧问题,并预测了自由火焰温度场、浓度场的分布状况,分析了在预混火焰燃烧过程中复杂化学反应模型的影响。为燃烧器的设计提供理论依据。     

水蒸气浓度对层流甲烷扩散火焰中碳烟生成的影响

对甲烷在氧—汽燃烧过程中碳烟生成状况进行了数值模拟研究。通过对比O_2/N_2和O_2/H_2O氛围下四种工况(21%O_2、30%O_2、40%O_2、50%O_2)的火焰形态和碳烟体积分数,发现相同O_2浓度下,前者火焰温度、火焰高度、碳烟体积分数均低于后者,表明H_2O能够明显抑制碳烟生成。通过对比O_2/N_2、O_2/H_2O和O_2/FH_2O氛围下四种工况的最大碳烟体积分数和最大颗粒数量密度,表明不仅H_2O的化学效应抑制碳烟生成,而且其他三大效应也共同抑制碳烟生成。通过进一步分析化学效应随H_2O浓度的变化规律,确定了H_2O浓度为60%时,化学效应的抑制效果最佳。     

预混氢气层流燃烧速度的数值模拟

为探讨燃烧模型对预混氢气层流燃烧的适用性和使用方法,采用CFD仿真软件对氢气层流燃烧进行了数值模拟,通过校核与验证方法得到了当量比范围在0.5～1.2条件下正确计算氢气燃烧过程的网格尺寸为0.4 mm、时间步长为0.01 ms、收敛准则为10-4.应用TFSC燃烧模型的控制参数与温度、当量比的拟合关系获得的计算数据和试验数据具有较好的一致性.采用该方法可以正确计算常压下、温度范围300～900 K、当量比范围0.5～1.2的预混氢气层流燃烧速度,补充了高温条件下试验数据的不足.     

单油滴蒸发燃烧周围流场及火焰结构的数值模拟研究

采用一步总包有限反应速率模型模拟了不同相对速度、颗粒尺寸、环境温度条件下单个油滴燃烧。对于全包围燃烧模态,火焰半径的模拟结果与周力行的理论解析解进行对比发现,周的理论解在周向角小于90°范围内和数值模拟结果接近,大于90°,理论解不能精确预测火焰锋面半径;油滴表面局部蒸发率较尾部火焰燃烧模态下的蒸发率小;燃烧状态下油滴颗粒的阻力系数要比冷态条件下的阻力系数小,不能简单套用Wallis-Kliachko公式计算。     

一维湍流预混火焰的数值模拟

建立湍流燃烧的“双流体”数学模型,用于一维湍流预混稳态火焰的描述,假定燃烧火焰由冷的反应物（预混气体）和热的生成物（燃烧产物）组成,它们既有各自的属性,又相互作用,进行热量,质量和动量的交换,采用Patankar和Spalding的Phoenics计算程序来求解该数学模型,成功地模拟了一维湍流参混火焰的压力场,密度场,速度场。     

ADU微球连续焙烧设备热场流场数值模拟

根据现有生产经验,ADU微球连续焙烧设备的最大难点是如何做到炉内气体均匀和温度场均匀,通过热场、流场数值模拟,在设备设计阶段充分论证设备结构,确保研制出的ADU微球连续焙烧设备不存在热场、流场不均匀、设备结构不合理等较大缺陷。基于ADU微球连续焙烧设备的自身特点,对焙烧设备的热场流场进行了模拟分析,综合考虑焙烧设备中的导热、对流、辐射等传热方式,获得在模拟稳定运行状态下炉内温度场、流场的分布情况,为ADU微球连续焙烧设备结构设计及制造提供一定的理论数据支持。     

层流预混滞止火焰结构及传播速度的数值模拟

在考虑了甲烷与空气燃烧过程中１７种分子、原子和基团的４６个基元反应的基础上,采用数值模拟方法求解了甲烷层流滞止火焰结构,给出了各种组分与温度的空间分布,计算了不同拉伸率下的甲烷滞止火焰的传播速度,导出了层流预混火焰的传播速度。     

等离子发生器燃烧流场的数值模拟

采用漩涡破碎(EBU)燃烧模型、κ-ε双方程湍流模型及SIMPLEC算法对等离子发生器内部的燃烧流场进行了数值模拟,得到温度场、压力场以及湍流脉动动能、湍流平均动能耗散率等参数分布图。     

高温空气平焰燃烧过程的数值模拟

高温空气燃烧技术是一种新型高效低污染燃烧技术,而平焰燃烧是一种以辐射传热为主的传统工业炉窑燃烧技术,将二者相结合,进行了高温空气平焰燃烧过程的数值模拟研究,采用燃料深度给入方式成功实现了传统平焰预混或半预混燃烧向非预混燃烧的转变,并分析了高温空气燃烧技术与平焰燃烧相结合的可行性及其燃烧特性。     

氧质量分数对高温空气下火焰氮氧化物生成影响

揭示高温空气燃烧过程中的火焰结构和氮氧化物生成机理.以对向流扩散火焰为对象,利用基于详细基元反应动力学模型的燃烧数值解析方法研究了氧质量分数对高温空气(温度为1 300 K)/甲烷扩散火焰火焰结构和氮氧化物生成的影响.结果表明,随着氧质量分数的逐渐减小,火焰结构和NO的生成机理发生显著变化,扩散火焰的NO生成主要由热力...     

大型锅炉炉膛三维流场微机数值模拟计算

本文在研究了３００ＭＷ锅炉炉内流场计算的基础上,提出了适合中、小规模计算机的三维流场计算方法,为大型数值模拟计算在微机上应用提供了方便。     

燃料中心进入的旋流燃烧数值模拟

采用统一二阶矩(USM)旋流燃烧模型对旋流数为0.5的美国Sandia国家实验室甲烷-空气旋流火焰进行了数值模拟.预报的轴向、切向时均速度、脉动速度均方根值、温度以及CO2和H2O浓度分布都和实验值吻合,验证了统一二阶矩模型的可靠性.从测量值和预报值可以看出,火焰几乎就位于回流区内,燃烧过程进行得很快,回流区的存在强化了燃烧.     

花瓣稳燃器流场的数值模拟与特性分析

1引言花瓣稳燃器是根据第四类稳燃技术设计的一种新型的旋流燃烧器稳燃装置[1~2]。以其特殊的几何形状,形成特殊的流场,存在多种回流区。除中心回流区外,能在每个花瓣瓣后形成一个径向和两个轴向回流区,这些回流区与中心回流区融合在一起,不但能使煤粉颗粒迅速地与高温烟气混合     

电场作用下的液体乙醇微尺度层流扩散燃烧

采用实验和数值模拟方法研究了电场作用下液体乙醇层流扩散微燃烧的火焰结构、火焰无量纲高度和宽度以及Re之间的关系.结果表明,实验拍摄火焰结构图像与数值模拟高温区结构相似,正向电场火焰结构尺寸较反向电场高;H/d与Re呈线性关系,正向电场的H/d随Re增加幅度较反向电场快;W/d随Re先是线性增加,后期变化幅度较小;火焰中...     

转底炉内温度场及流场的数值模拟

利用Fluent软件建立了转底炉炉内温度场及流场的数学模型,采用κ-ε模型,辐射模型,非预混燃烧模型模拟炉内的辐射传热和湍流流动,分析了烧嘴和助燃风喷嘴的选择与布置对炉内的温度及速度分布的影响.结果表明,转底炉预热段与加热段采用炉顶布置平焰烧嘴供燃料,炉膛下部布置喷嘴供助燃风能获得很好的温度场和流场来满足工作需要;还原段选择蓄热式烧嘴供给燃料,即满足了高温还原的温度要求,也达到充分回收利用烟气余热的效果.     

三维紊流燃烧室流场的数值计算

运用圆柱从标系对单管回流燃烧室进行了数值模拟。紊流粘度模型采用k-ε双方程紊流模型来估算紊流粘度,燃烧模型采用EBU旋涡破碎燃烧模型来估算化学反应速度,热辐射模型采用比较简单的DTRM模型来计算热辐射量。计算结果能比较准确地反映燃烧室流场的流动状态,同时也为复杂形状的燃烧室造型提供了方法。