層流預(yù)混燃燒火焰的數(shù)值研究.pdf

1、層流預(yù)混燃燒火焰是最常見(jiàn)的燃燒現(xiàn)象，廣泛應(yīng)用于日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中，研究層流預(yù)混火焰具有重要的意義。層流預(yù)混火焰是綜合體現(xiàn)流體流動(dòng)、分子輸運(yùn)和化學(xué)反應(yīng)等因素的最基礎(chǔ)的燃燒現(xiàn)象，它有著和湍流火焰相似的化學(xué)過(guò)程。研究層流預(yù)混火焰是認(rèn)識(shí)湍流火焰等復(fù)雜燃燒現(xiàn)象的基礎(chǔ)，許多湍流火焰理論正是基于對(duì)層流火焰的認(rèn)識(shí)而提出的。同時(shí)，研究層流預(yù)混火焰可以更好地理解燃燒過(guò)程，為實(shí)際應(yīng)用中改進(jìn)燃燒技術(shù)，減少燃燒污染，加強(qiáng)燃燒過(guò)程控制等提供理論依據(jù)。因此，如何準(zhǔn)

2、確、有效地研究認(rèn)識(shí)層流預(yù)混火焰已經(jīng)成為當(dāng)今燃燒學(xué)研究的熱點(diǎn)。
　　本文研究?jī)?nèi)容為利用詳細(xì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理數(shù)值模擬研究一維穩(wěn)態(tài)層流預(yù)混燃燒自由傳播火焰問(wèn)題。首先建立問(wèn)題的物理模型，根據(jù)物理模型推導(dǎo)其控制方程，確定定解條件，將求解域、守恒方程和定解條件離散化，最后求解代數(shù)方程。分析氫氣-空氣、一氧化碳-空氣、甲烷-空氣、高爐煤氣-空氣燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理;詳細(xì)研究甲烷-空氣、高爐煤氣-空氣一維穩(wěn)態(tài)層流預(yù)混燃燒自由傳播火焰，認(rèn)識(shí)其燃燒特性，為

3、甲烷和高爐煤氣的實(shí)際應(yīng)用提供理論支持。
　　本文的主要計(jì)算內(nèi)容為:
　　(1)利用GRI3.0化學(xué)反應(yīng)機(jī)理計(jì)算甲烷-空氣一維穩(wěn)態(tài)層流預(yù)混燃燒自由傳播火焰。研究甲烷火焰中質(zhì)量通量、溫度分布、組分濃度分布、氣體流速分布等，研究當(dāng)量比、預(yù)混氣體初始溫度等因素對(duì)甲烷火焰的影響。
　　(2)在深入研究氫氣、一氧化碳、甲烷燃燒化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了高爐煤氣燃燒的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，并利用該機(jī)理計(jì)算高爐煤氣-空氣一維穩(wěn)態(tài)層流預(yù)混燃燒