燃烧学 教学课件 作者 徐通模 第七章.pptVIP

3.壁面热负荷分布 图7-30　前墙壁面热负荷分布(单位：W/)a)工况1　b)工况2 3.壁面热负荷分布 图7-31　后墙壁面热负荷分布(单位：W/)a)工况1　b)工况2 第三节　燃烧过程的相似与模化 一、相似理论在燃烧过程中的应用二、燃烧空气动力过程的物理模化 一、相似理论在燃烧过程中的应用 1.积分类比法2.流动的相似3.对流传热的相似4.气-固两相流或载粉气流的相似5.燃烧过程的相似 1.积分类比法 (1)物理条件　流体物理性质的具体数值及其随状态的变化关系。(2)边界条件　流动现象必然受到与其直接接触的周围情况的影响，因此在边界上的情况也是单值条件。 (2)边界条件　 (2)边界条件　 (2)边界条件　 (2)边界条件　 (2)边界条件　 2.流动的相似 3.对流传热的相似 (1)强制对流传热的相似　强制对流传热的相似首先要求两个系统的流动相似作为前提，这样就要求关系式(7-47)成立。(2)自然对流传热的相似 (2)自然对流传热的相似 5.燃烧过程的相似 5.燃烧过程的相似 二、燃烧空气动力过程的物理模化 根据相似理论进行模化实验，这是常用的一种科学研究方法，也称为物理模化。从前述可知，如果模型与原型几何相似，单值条件(如进口截面上的速度、浓度和温度分布等)一样，各个量纲一的特征数在模型与原型上一样，那么两者中的工作过程就相似。 第四节　燃烧过程数值模拟 一、基本原理、算法与程序特点二、数值模拟的结果一、基本信息二、您对本书的意见和建议三、您对我们的其他意见和建议 一、基本原理、算法与程序特点 1.控制方程2. μeff=μ+μt。3. G=μt 。2.基本算法3.网格剖分4.边界条件5.燃烧过程的数学模型和控制方程6.数值模拟工况安排 2.基本算法 图7-20　计算区域与网格剖分示意图 3.网格剖分 1)冷灰斗剖为5个网格。2)每个燃烧器喷口剖为10个网格。3)每个燃烧器喷口之间的炉膛剖为5个网格。4)燃烧器以上到管式受热面之间的炉膛剖为10个网格。 4.边界条件 (1)壁面条件　用高Re的壁面函数法，将第一个内节点布置到旺盛湍流区，假设其速度分布为对数分布，计算出当量壁面扩散系数μt。(2)进口条件　根据燃烧器出口的各层风的速度及燃烧器的结构尺寸，计算出进口气流的方向角，从而得到燃烧器喷口流体速度在x、y、z方向的分量，然后在各相应的边界节点赋上相应的速度值。 4.边界条件 (3)出口条件　为防止计算过程中出口截面出现回流区引起发散，使用“出口流速提升法”来设定速度场的出口条件，而其他物理量(如温度等)则使用“充分发展条件”。 5.燃烧过程的数学模型和控制方程 (1)气体组分的化学反应模型　为简化问题从而利于把握问题的本质，将气体的组分划分为O2、N2、可燃物(FUEL)和CO2一共4种成分。(2)煤粉颗粒的运动和化学反应模型　鉴于轨道模型在两相流动模拟中的优点，同时考虑了计算机内存及运算速度的限制，在进行两相流动模拟时选用加入湍流扩散修正的固定轨道模型，即半随机轨道模型。(3)辐射传热的模型　辐射传热的模拟方法有热流法、区域法、Monte-Carlo法和离散传播法等。 5.燃烧过程的数学模型和控制方程 (4)燃烧过程的求解流程　在进行了以上建模工作以后，表7-4中所有的源项都有了计算式，方程组封闭。 二、数值模拟的结果 1.流场图谱2.炉内温度场分布3.壁面热负荷分布 1.流场图谱 0721.TIF 1.流场图谱 图7-22　第一列燃烧器平面x方向流场图谱a)工况1　b)工况2 1.流场图谱 图7-23　工况2前墙y方向流场图谱的二维(左)与三维图样(右) 2.炉内温度场分布 图7-24　第一列燃烧器平面x方向温度分布(单位：K)a)工况1　b)工况2 2.炉内温度场分布 图7-25　第二列燃烧器平面x方向温度分布(单位：K)a)工况1　b)工况2 2.炉内温度场分布 图7-26　第三列燃烧器平面x方向温度分布(单位：K)a)工况1　b)工况2 2.炉内温度场分布 图7-27　第四列燃烧器平面x方向温度分布(单位：K)a)工况1　b)工况2 3.壁面热负荷分布 图7-28　右墙壁面热负荷分布(单位：W/)a)工况1　b)工况2 3.壁面热负荷分布 图7-29　左墙壁面热负荷分布(单位：W/)a)工况1　b)工况2 第七章　燃烧科学技术发展中的几个科学问题 第一节　氮氧化物的生成机理及燃烧控制第二节　催化燃烧第三节　燃烧过程的相似与模化第四节　燃烧过程数值模拟 第一节　氮氧化物的生成机理及燃烧控制 一、概述二、煤燃烧过程中NOx的生成机理三、煤燃烧过程中NOx的破坏机理四、影响煤粉炉内NOx生成的因素 一、概述 表7-