2.5MW煤粉燃烧旋流火焰数值模拟

摘要

本文针对国际燃烧火焰基地(简称IFRF)煤粉空气燃烧和氧燃烧的典型实验工况,结合空气燃烧和氧燃烧的本质异同,基于氧燃烧物性参数修正基础上,进行了湍流模型、湍-化反应模型的数值比对分析。对于常规空气燃烧,大多数学者偏重于煤粉颗粒与助燃气体的辐射传热机理是造成燃烧准确预报的核心,对于燃烧过程中的反应动力学的在数值模拟中的深入探究并不多见或未尽详述[5-8]。本文针对国际燃烧火焰基地空气助燃时旋流火焰温度及生成气体浓度的实验研究[9],进行常规空气助燃反应动力学机理改造后的数值模拟探究,与原文着眼于多种典型辐射模型应用模拟预报方法很不同,其结果均与实验数据进行对比。结果表明,本文采用常规辐射模型但着眼改造气相化学反应动力学的数值模拟,主燃烧高温段火焰传播、火炬形状、温度及O2、CO、CO2分布与实验值均有很好的对应关系,均相及异相化学反应动力学机理较之煤粉燃烧辐射传热模型的合理性而言,决定反应过程的快慢,产物的分布,反应物的消耗,火焰传播及火炬形状,显得尤为重要。