多孔金属板燃气灶燃烧性能数值模拟

摘要

应用FLUENT软件对影响多孔金属板燃气灶燃烧性能的多个参数进行了控制变量的数值模拟,对各参数进行归一化处理与敏感性分析,探讨各参数对灶具燃烧性能的影响.简化模拟计算,取多孔金属板上的一个单火孔的一半作为数值模拟对象并划分网格进行模拟.得出以下结论:火焰中心位置随板面表面发射率的增大而上升,表面发射率的增大使氮氧化物体积分数峰值出现下降,降幅约7.9％.表面发射率的增大在维持火焰温度基本不变且氮氧化物排放降低的情况下,提升了火焰位置,因此为提升灶具热效率,应将主要优化方向集中在通过表面处理以提高板面的表面发射率.灶具热负荷和火孔内直径的增加对上板面温度的提升有明显的促进作用,当热负荷从3.1 kW增加至3.9 kW时,火焰中心温度增幅为5.3％,同时氮氧化物排放量随之增大.内直径对上板面温度的提升作用在其值大于1.10 mm后开始显现,内直径的增加会明显提高氮氧化物的排放.因此在适当考虑烟气中氮氧化物排放的范围内,可提高灶具的热负荷和火孔内直径.在灶具热负荷较小时,孔隙率不可过大,但随着热负荷的增加,孔隙率可适当增大.鉴于板面厚度增加会明显增加达到稳态所需的时间,因此不宜采用过厚板面,以3.00～4.00mm为宜.