燃烧气体辐射换热简化计算

摘要

由于燃烧产物气体,主要是H2O和CO2不像固体那样发射随波长连续变化的辐射,而是依赖于波长选择性吸收和发射热辐射,从而导致精确模拟燃烧室内辐射换热非常困难.使用精确的气体波谱信息进行热辐射计算由于计算量巨大目前尚不可行,工程计算必须使用近似的简化处理方法.本文依据常用的H2O和CO2发射率图表,给出一种在CFD模拟中简化的灰气体辐射模拟方法,并使用实验数据和较高精度的窄带波谱模拟结果对简化方法进行了验证.验证表明本文提出的燃气辐射模拟方法能够精确发现最高辐射热流密度位置,最大辐射热流密度值和燃烧室辐射换热量的模拟误差在23％以内.灰气体模拟方法适用性较强,对不同几何特征的燃烧室、不同压力、不同温度以及不同组分的情况都适用.