四墻切圓煤粉燃燒室內(nèi)湍流氣粒兩相流動的數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤粉燃燒室內(nèi)煤粉流動與燃燒的研究對于控制煤燃燒產(chǎn)生的污染問題有著至關(guān)重要的意義.由于爐內(nèi)換熱過程的復(fù)雜性,單純依靠實驗室試驗臺進(jìn)行研究是很困難的.隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們開始尋求用實驗室試驗結(jié)合數(shù)值模擬的方法來研究爐膛內(nèi)的流動、傳熱及燃燒過程.目前國內(nèi)外有不少研究者針對煤粉燃燒室進(jìn)行了數(shù)值模擬,但是很多機(jī)理性問題和模擬算法尚待進(jìn)一步解決與完善.所以該課題研究的主要內(nèi)容為首先建立關(guān)于燃燒的合理的數(shù)學(xué)模型,然后用數(shù)值模擬方法分析煤粉燃

2、燒室內(nèi)湍流流場、溫度場、濃度場,并與試驗數(shù)據(jù)作對照以證明模型的合理性.該文以一臺1MW的四墻切圓煤粉燃燒室為研究對象,對爐內(nèi)的速度場以及顆粒的運動軌跡進(jìn)行了計算分析.該文作者根據(jù)上下爐膛的結(jié)構(gòu)特點和流動特點,采用了將網(wǎng)格系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)一定角度的方法來對燃燒器區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并采用塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方法和網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)來實現(xiàn)整個爐膛的網(wǎng)格劃分和加密.這種網(wǎng)格劃分的方法可以有效的減小數(shù)值模擬中的偽擴(kuò)散,大大減輕了網(wǎng)格生成的難度,使網(wǎng)格數(shù)量不至于過大,

3、有效地節(jié)省了計算所花費的時間.對于氣相流場,該文作者針對k-ε雙方程模型,可實現(xiàn)性k-ε雙方程模型以及雷諾應(yīng)力模型進(jìn)行了模擬比較.發(fā)現(xiàn)在相同初始條件和邊界條件下、可實現(xiàn)性k-ε雙方程模型和雷諾應(yīng)力模型預(yù)報結(jié)果優(yōu)于k-ε模型,而雷諾應(yīng)力模型預(yù)報結(jié)果與試驗結(jié)果更為一致.可實現(xiàn)性k-ε雙方程模型因其計算量小,耗費機(jī)時少,所以在一般的計算條件下用于爐內(nèi)模擬更為合理.此外,對流項的離散格式分別采用-階迎風(fēng)格式、二階迎風(fēng)格式及QUICK格式進(jìn)行計算