贫油直喷燃烧室燃烧稳定性的数值研究

摘要

本文主要针对燃气轮机内的燃烧流动过程进行了数值研究，着重研究了NOx的生成与排放规律。
　　1)建立贫油直喷燃烧室三维模型，并利用ICEM对其进行网格划分;
　　2)利用FLUENT中的离散相模型、非预混燃烧模型和混合分数/PDF平衡化学反应模型，对贫油直喷燃烧室内的航空煤油/空气两相非预混燃烧进行了大涡数值模拟，亚网格模型采用WALE模型;
　　3)将计算与实验值进行比较发现:在喷嘴附近区域，数值结果与预测结果略有差异，在其他区域，数值计算的各个物理参量值都与实验值吻合;
　　4)在此基础上，通过改变入口空气流速，数值再现了因当量比的变化产生的不稳定燃烧，并分别计算了稳定燃烧和不稳定燃烧时的NOx排放，结果表明振荡燃烧现象的出现明显改变了NOx的生成与排放;说明利用可控的振荡燃烧来调控燃烧过程中的NOx生成与排放是可行的。

目录

声明

致谢

摘要

1 前言

1．1 研究背景及意义

1．2 喷雾燃烧大涡模拟的研究概况

1．3 大涡模拟(LES)简介

1．3．1 亚网格尺度模型

1．3．2 大涡模拟发展趋势

1．4 本文研究内容

2 基本理论及数值方法

2．1 液体雾化的基本理论

2．1．1 液滴破碎的韦伯(Weber)准则

2．1．2 液滴尺寸分布参数

2．1．3 两相流描述方法

2．2 大涡模拟数值方法

2．2．1 大涡模拟基本方法

2．2．2 亚网格尺度(SGS)模型

2．2．3 燃烧反应大涡模拟控制方程

2．3 大涡数值模拟燃烧模型

3 喷雾燃烧的大涡模拟

3．1 计算模型

3．2 初始及边界条件

3．3 喷雾燃烧大涡模拟的物理模型

3．4 计算结果分析及讨论

3．4．1 C12H23

3．4．2 温度

3．4．3 速度

4 燃烧稳定性分析及NOx排放

4．1 燃烧稳定性分析

4．1．1 燃烧稳定性概述

4．1．2 燃烧稳定性分析

4．2 NOx

4．2．1 NOx概述

4．2．2 NOx排放模拟的模型

4．2．3 NOx排放的模拟结果

5 结论

5．1 本文结论

5．2 本文创新点

参考文献