四墙切圆煤粉燃烧室内湍流气粒两相流动与燃烧数值模拟的研究

摘要

该文通过计算机数值模拟,对四墙切圆煤粉炉内的速度场、温度场、浓度场以及颗粒的运动轨迹进行了计算分析.该文笔者根据上下炉膛的结构特点和流动特点,在燃烧器区域的水平截面上所划分的网格与入口气流保持平行.这种网格划分的方法可以有效的减小伪扩散.对于气相流场,该文笔者选择了k-ε双方程模型作为炉内气相湍流流动模型,k-ε双方程形式较简单,计算量并不太大,又能较好的反映出炉膛内的流动特点,取得了比较合理的速度场.

目录

文摘

英文文摘

声明及关于论文使用授权的说明

1.绪 论

1.1课题背景

1.2燃烧过程数值模拟的研究现状

1.3本文的研究内容

2.模拟对象的总体状况

2.1炉膛模型的形状与尺寸

2.2模拟工况

3.炉内气相冷态流场的数学模型及数值模拟

3.1炉内气相流场的数学模型

3.1.1流动模型概述

3.1.2本文所选取的流动模型

3.2边界条件

3.3锅炉模型的网格划分

3.3.1伪扩散

3.3.2网格划分

3.4数值计算方法

3.4.1控制方程的离散

3.4.2迭代解法

3.4.3计算流程

3.5流场计算结果及分析

4.湍流气固两相流动模型及数值模拟

4.1简述

4.2炉内离散相的数学模型

4.2.1离散相模型概述

4.2.2本文所选取的离散相模型

4.3颗粒分组及颗粒相边界条件

4.3.1颗粒的尺寸分布

4.3.2煤粉的进口(初始)条件

4.3.3离散相的边界条件

4.4颗粒轨迹及两相流耦合的计算

4.4.1颗粒的湍流扩散的模拟

4.4.2离散相轨迹的计算

4.4.3两相流的耦合计算

4.5炉内冷态气粒两相流数值计算结果及分析

5.煤粉燃烧过程的数值模拟

5.1简述

5.2气体燃烧模型

5.2.1概率密度函数

5.2.2混合物分数

5.2.3组分浓度、温度与混合物分数间的关系

5.2.4计算得出的气相温度、组分浓度与混合物分数的关系

5.3煤粉颗粒燃烧的模拟

5.3.1简述

5.3.2颗粒燃烧的反应过程

5.3.3颗粒燃烧过程的控制方程

5.4炉内湍流气粒两相燃烧的数值模拟

5.4.1各气相控制方程的作用源项

5.4.2数值计算流程

5.4.3湍流气粒两相流燃烧流场、燃烧产物浓度、温度场的数值计算结果[24]

5.4.4试验值和模拟值的对比[27]

6.结论及建议

致 谢

参考文献