预混气体在多孔介质中燃烧的真实模拟

摘要

多孔介质燃烧与在自由空间中的传统燃烧相比是一种新型的燃烧技术，有着燃烧速率和燃烧强度高、燃烧区域拓宽、温度分布均匀、污染物排放低等特点。本文探索多孔介质燃烧的真实模拟方法。所谓真实模拟，在固体域或流体域各自的区域内，对同时进行流动、换热、燃烧等计算，在超大量的计算下，得出多孔介质中的压力、速度、温度等变化。
　　本文首先对气体在多孔介质中的流动进行了真实模拟，结果表明细致的真实模拟可以获得多孔介质中不同位置处的压力、速度等流动状态的复杂变化。进一步与多孔介质宏观模型的模拟结果进行了对比，对比结果表明真实模拟更能反映出湍流流动的实际情况，能够更加精确显示出不同区域处的压力损失，与速度变化。
　　随后本文对甲烷与空气的预混合气体在多孔介质中的燃烧进行了真实模拟，文中考查了不同当量比对最高燃烧温度的影响，不同当量比对压力降的影响，燃烧反应区的组分分布，并进行了相关实验验证，结果表明，真实模拟能够对燃烧器中的最高温度分布与火焰面宽度作出相对准确的预测。并且可以从组分分布中得出预混气体在多孔介质中燃烧生成的的量非常小，在这方面可以体现出多孔介质燃烧技术污染物排放低的特点。

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1 绪论

1.1背景

1.2 多孔介质燃烧技术

1.3 本文的主要研究内容

2 多孔介质预混燃烧的数学模型

2.1 真实模拟的数学模型

2.2宏观模拟的数学模型

2.3 本章小结

3 对多孔介质流动的真实模拟

3.1物理模型

3.2边界条件及求解方法

3.3结果分析

3.4本章小结

4 对多孔介质燃烧的真实模拟

4.1物理模型

4.2计算条件

4.3不同工况下真实模拟的计算结果及分析

4.4同一工况下真实模拟与宏观模拟的对比

4.4本章小结

5 总结与展望

致谢

参考文献

附录