ANSYS FLUENT提供的焦炭燃燒模型中,忽略了碳粒燃燒過程中灰層累積的影響,導(dǎo)致模擬焦炭燃燒速率偏大。為此,基于FLUENT原始模型,結(jié)合碳粒燃燒過程中灰層積累對燃燒的抑制原理,利用FLUENT中User Defined Functions(UDF)模塊,提出一種基于灰層累積的焦炭燃燒縮核數(shù)學(xué)模型,稱為"基于灰層累積的動力/擴散控制"燃燒模型。計算結(jié)果表明:相比于原始模型,改進模型中爐膛速度與溫度分布更符合熱力計算值;模擬得到的飛灰含碳量與實際測值基本一致,說明改進模型更加合理,且模擬結(jié)果相對準確。

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【部分圖文】：

圖1 原始焦炭燃燒模型

FLUENT自帶的原始焦炭燃燒模型如圖1所示。未燃燒碳核外包裹一層氣膜,氧氣穿過氣膜即可與焦炭反應(yīng)。該模型中假設(shè)碳粒變?yōu)榻固窟^程中直徑不變,而顆粒密度減小,其“動力/擴散控制”的反應(yīng)速率表達式為

圖2 基于灰層累積的焦炭燃燒縮核模型

帶灰層阻力的焦炭燃燒縮核模型如圖2所示。與原始模型相比,此改進模型中未燃燒碳核與最外層包裹氣膜之間還存在一層多孔灰層,氧氣到達碳核表面之前需穿過包裹氣膜與多孔灰層,隨著燃燒的進行,碳核逐漸縮小,多孔灰層逐漸增厚�；�于改進模型的物理概念,焦炭顆粒在燃燒過程中,氧氣須穿過最外層的包裹....

圖3 燃燒器區(qū)域模型與網(wǎng)格劃分

選取了國內(nèi)某110MW超高壓自然循環(huán)燃煤鍋爐作為模擬計算的研究對象。該鍋爐煤粉燃燒器采用四角切圓布置,爐膛斷面為正方形,寬深均為9980mm,理想切園半徑700mm,爐膛斷面四角切圓布置具體如圖3所示。每組噴燃器設(shè)六個二次風(fēng)口,三個一次風(fēng)口,均等配風(fēng),燃燒器分三層布置,其....

圖4 爐膛整體模型與網(wǎng)格劃分

使用GAMBIT軟件對鍋爐進行建模與網(wǎng)格劃分,根據(jù)鍋爐結(jié)構(gòu)與網(wǎng)格劃分的特點,同時為了各個區(qū)域能夠根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)網(wǎng)格密度,且各個區(qū)域網(wǎng)格疏密程度不會影響相鄰網(wǎng)格,將整個爐膛劃分成了七部分,每個區(qū)域均各自進行網(wǎng)格劃分。冷灰斗區(qū)域非本文研究重點,故采用較為稀疏的四面體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格;燃燒....

本文編號：4055419