Swiss-roll型微燃烧器的燃烧数值模拟.pdfVIP

2013年 第 42卷 第3期 案 加 熟 27 VO1．42 N O．3 20l3 INDUSTRIAL HEATING DOI：10．3969~．issn．1002—1639．2013．03．009 Swiss—roll型微燃烧器的燃烧数值模拟 刘 伟 ，陈 琪 (北京交通大学 动力与控制工程系，北京 100044) 摘要：建立了Swiss—roll型微燃烧器的燃烧模型，采用FLUENT软件对微燃烧器中甲烷／空气的燃烧特性进行了数值模拟，研究了 甲烷／氧气的当量比为 1时流速不同对微燃烧器内燃烧的影响。计算结果表明，Swiss-roll型微燃烧器有利于甲烷在微燃烧室内的充 分燃烧。 关键词：Swiss-roll；微燃烧器 ；燃烧 ；FLUENT软件；数值模拟 中图分类号：TK121 文献标志码：A 文章编号：1002-1639(2013)03—0027-02 NumericalSimulationforCombustioninSwiss．rollM iero-combustor LIUWei，CHENOi (DepartmentofPowerandControlEngineering，BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044，China) Abstract：FLUENTSOftwareiSusedtosimulatethecombustioninaSwiss．rollmicro．combuston Whenthevelocityofmethane／airiS changed．theinfluencetothecombustionjnthemicro—combustorjSresearched．Thecomputationresultsshow thataSwiss．rollmicro— combustoriSbeneficialtomicroscalecombustionofmethane． Keywords：Swiss—roll；micro—combustor；combustion；FLUENT；numericalsimulation 微尺度燃烧器的重量轻、寿命长、能量密度高，与 没有相反方向火焰通过内侧壁面传人的热量，热量的过 电池相比有很大的优越性，能够满足微型无人飞行汽车、 量散失会造成火焰的淬熄。张永生[7]等对内径为2mm的 微型卫星推进器和微型传感器等对微型动力源的需求， T型石英管内的氢气和空气的预混燃烧进行了实验研究， 应用前景十分广阔…。 给出了燃烧的火焰温度、流量和燃烧效率的关系。研究 然而随着空间尺寸的缩小，微燃烧器的面容比迅速 发现T型管道结构有利于燃烧的稳定。NamI1KimFS-9]等 增大，导致燃烧热损失很大，对微燃烧器 内的燃烧产生 采用试验和分析方法研究了燃烧器尺度对丙烷／空气在小 了不利影响[。胡国新[]等搭建了氢气与空气预混燃烧实 型 Swiss—roll燃烧器中燃烧的影响，发现丙烷／空气的预 验装置，开展了微细型腔燃烧特性实验研究。结果表明： 混火焰能够在按比例缩小的 Swiss—roll燃烧器中稳定燃 由于微细型腔外表面散热损失的增大，火焰传播速度减 烧。钟北京E加]等对微细通道中甲烷／氧气 (空气)预混火 小，可燃浓度范围明显缩小。为解决上述问题，各国学 焰传播现象进行了实验研究。确定了火焰能够在细管中 者进行了大量研究。MarutaK~41采用FLUENT对 1mm直 稳定传播的当量比极限，以及在不同甲烷百分比下火焰 径的流动反应器中低雷诺数的催化反应进行了模拟研究， 的传播速度。MarutaK[11]等在管道内径为2mm，采用外 得到了不