發(fā)布時(shí)間：2020-11-05 23:40

　　 本文針對(duì)我國自主研發(fā)的某重型燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室進(jìn)行三維數(shù)值模擬,研究不同化學(xué)反應(yīng)機(jī)理對(duì)燃燒室內(nèi)的流動(dòng)特性和出口污染物排放的影響。利用Pro-E軟件對(duì)燃燒室進(jìn)行實(shí)體建模,采用Gambit軟件生成網(wǎng)格。在化學(xué)反應(yīng)劇烈的主燃區(qū),以及物性變化較大的空氣入口處采用了較細(xì)的網(wǎng)格,網(wǎng)格總數(shù)為36萬,并進(jìn)行了網(wǎng)格質(zhì)量的檢驗(yàn)。建立的數(shù)學(xué)模型包括質(zhì)量守恒方程、動(dòng)量守恒方程、能量守恒方程,以及描述湍流和燃燒的模型。計(jì)算基于Standard k-ε湍流模型,EDC湍流燃燒模型,輻射方程用DO模型求解,壓力和速度的耦合選用SIMPLE算法來求解。首先,使用Fluent自帶的Methane–air單步化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,計(jì)算相對(duì)功率為0.7時(shí)燃燒室內(nèi)的流動(dòng)、傳熱和燃燒,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明:燃燒室中速度場、溫度場、反應(yīng)物、生成物的分布均能較好的反映出該型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的實(shí)際燃燒情況,計(jì)算得到的出口溫度分布與實(shí)驗(yàn)值吻合較好。然后,采用甲烷燃料的5種機(jī)理(簡化機(jī)理DRM19、DRM22、詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理GRI1.2、GRI2.11、GRI3.0)研究燃燒室內(nèi)的燃燒特性和污染物CO和NOx的排放,并與單步機(jī)理模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:單步反應(yīng)機(jī)理預(yù)測的軸向中心截面的最高溫度、最大速度大約分別為2500K,120m/s,均高于簡化機(jī)理和詳細(xì)機(jī)理的預(yù)測值;單步機(jī)理預(yù)測的火焰有靠近噴嘴;但簡化機(jī)理和詳細(xì)機(jī)理相比,二者預(yù)測的溫度場與流場相差不大,生成物和中間組分分布也相差很小;六種機(jī)理預(yù)測出口溫度品質(zhì)較差;六種機(jī)理預(yù)測的NOx濃度嚴(yán)重超出該型燃機(jī)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),但詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理GRI3.0預(yù)測的NOx的濃度最小,為116.53mg/m~3,符合該燃機(jī)的實(shí)驗(yàn)值;除單步機(jī)理外,其他五種機(jī)理預(yù)測的CO濃度也嚴(yán)重超標(biāo),化學(xué)反應(yīng)機(jī)理對(duì)CO濃度的預(yù)測影響不大。
【學(xué)位單位】：沈陽工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK471
【部分圖文】：

高冷氣利用率[47]。GE公司和西門子公司都采取旋流器和噴嘴合二為一的設(shè)計(jì)，如圖1.1所示，這樣先進(jìn)的燃燒室設(shè)計(jì)跟以前的旋流器和噴嘴分離的設(shè)計(jì)相比，具有燃料與空氣混合的均勻性高、火焰的熱點(diǎn)溫度低等優(yōu)勢，同時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)也可大幅度提高火焰的穩(wěn)定性。圖 1.1 三菱的 V Nozzle 燃料噴嘴Fig.1.1 V Nozzle of Mitsubishi

圖 1.2 旋流器結(jié)構(gòu)Fig.1.2 Swirler structure業(yè)實(shí)踐，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行又有了更加清楚x 排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后續(xù)的數(shù)值模擬工作不僅調(diào)研，發(fā)現(xiàn) NOx 排放還是困擾問題，特常，電廠的處理辦法是采用煙氣脫硝的方了設(shè)備的投資費(fèi)用，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性降低，因，因此燃燒優(yōu)化變得尤為重要，特別是采規(guī)律，對(duì)知道燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的優(yōu)化設(shè)計(jì)與方法的方法，使用不同的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，對(duì)某值計(jì)算。并將得到的結(jié)果與試驗(yàn)值以及前本文具體研究方法：

散坐標(biāo)輻射(DO)模型。由于 DO 模型O 模型。：方向向量； ：散射方向向量；s數(shù)； ：Stefan-Boltzmann 常數(shù)( 向)；t：當(dāng)?shù)販囟龋?：相位函數(shù)中，由空間角離散而成的立體角 個(gè)立體角。 和 分別為極角和不變的。由于對(duì)稱，在二維中，只需 8 個(gè)方向，如圖 2.1 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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1 曾文;張經(jīng)璞;陳保東;馬洪安;梁雙;;重型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒過程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬[J];推進(jìn)技術(shù);2015年05期

2 蔣洪德;任靜;李雪英;譚勤學(xué);;重型燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年29期

3 金戈;齊兵;;R0110合成氣燃燒室方案設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬[J];燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù);2013年03期

4 王慧汝;金捷;;采用不同航空煤油反應(yīng)機(jī)理模擬模型燃燒室兩相燃燒流場[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2013年04期

5 包文飛;李明;牟影;王巍龍;;R0110重型燃?xì)廨啓C(jī)DLN燃燒室NOx排放特性研究[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2013年01期

6 龔光英;;航改工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2012年S1期

7 韓少冰;鐘兢軍;;燃?xì)廨啓C(jī)在商船上的應(yīng)用及其技術(shù)發(fā)展趨勢[J];中國航海;2011年02期

8 李孝堂;;燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展及中國的困局[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2011年03期

9 郭嘯峰;魏小林;張宇;李森;;采用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理模擬燃燒污染物生成的研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2011年03期

10 鄭韞哲;姚兆普;朱民;;不同反應(yīng)機(jī)理及模型對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室數(shù)值模擬結(jié)果的影響[J];動(dòng)力工程學(xué)報(bào);2010年07期

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1 蔡文祥;環(huán)形燃燒室兩相燃燒流場與燃燒性能數(shù)值研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

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1 于征磊;燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室過渡段流場數(shù)值模擬[D];吉林大學(xué);2011年

2 王迪;燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室污染生成的數(shù)值分析[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2010年

3 賀紅娟;雙燃料燃燒室燃燒流場數(shù)值模擬[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

4 薩仁高娃;燃?xì)廨啓C(jī)干式低NOx燃燒室的性能數(shù)值模擬分析[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2872358