旋流燃烧器内气固两相流动数值试验的研究

发布时间：2017-04-15 18:20

  本文关键词：旋流燃烧器内气固两相流动数值试验的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 旋流燃烧器因为能够形成中心回流区，卷吸高温烟气，，促进煤粉的着火等特点，在工程上已经得到了广泛的应用。为了揭示燃烧器内气固两相流动的特性，本文对旋流燃烧器内的气固两相流动进行了比较深入的数值模拟研究。 首先，简单介绍了旋流燃烧器和气固两相流动的特点。在总结和分析了国内外学者在燃烧器内气固两相流动研究成果的基础上，确定了本文的研究对象和研究方法。 文中对目前应用较多的κ—ε模型、重正化群(RNG)的κ—ε模型及雷诺应力模型进行了理论上的分析，经过对不同旋流强度的旋转射流的计算，比较了它们在实际求解中的优劣。在计算弱旋气相流动时，RNG κ—ε模型可以满足工程上的精度需求，因而没有必要运用计算量很大的雷诺应力模型。但是，在强旋流动中，基于“有效粘性”的各个模型的计算结果和实验相差很远，只有采用雷诺应力模型才能得到较为满意的结果。在计算两相流动的时候，用的是脉动频谱随机颗粒轨道模型(FSRT)。 在求解气相场微分方程时用SIMPLE方法。 另外，本文计算了旋流燃烧器内气固两相的速度和回流区的分布，并和已有的实验数据进行了比较，同时还计算了湍动能、湍能耗散、雷诺应力和湍流强度等反映湍流的物理量。 针对双调风旋流燃烧器，本文运用计算机辅助试验(CAT)方法对一次风速度，内、外二次风的叶片开度及内、外二次风速度对燃烧器内流场的影响进行了数值试验，得出了双调风旋流燃烧器推荐使用的二次风叶片开度和速度值范围，为工程应用提供了理论依据。 对于颗粒相，应用“平均体积法”得出了其在燃烧器内各个截面上的浓度分布，并模拟了不同直径颗粒的随机运动轨迹。
【关键词】：旋流燃烧器 气固两相流动 数值模拟 湍流模型
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TK223.23
【目录】：

• 中文摘要2-3
• 英文摘要3-6
• 第一章 绪论6-16
• §1．1 本文的工程背景6
• §1．2 煤粉旋流燃烧技术6-10
• §1．2．1 旋流燃烧器和直流燃烧器的比较7
• §1．2．2 旋流燃烧器的分类7-8
• §1．2．3 旋流燃烧器的特性参数8-9
• §1．2．4 旋流燃烧器的设计9
• §1．2．5 双调风煤粉旋流燃烧器9-10
• §1．3 气固两相流的基本理论10-12
• §1．3．1 气固两相流的基本特点10
• §1．3．2 气固两相流的分类10
• §1．3．3 气固两相流的特性参数10-11
• §1．3．4 工程气固多相流模化实验的原理11-12
• §1．3．5 气固多相流的试验测试技术12
• §1．4 工程气固多相流的计算机辅助优化实验（CAT）研究方法12-14
• §1．5 煤粉燃烧器内气固两相流的研究现状14-15
• §1．6 本文的主要研究内容15-16
• 第二章 气固两相流动数值模拟的理论基础16-34
• §2．1 湍流气相流体模型的建立及其求解16-25
• §2．1．1 零方程模型和单方程模型16
• §2．1．2 双方程模型16-20
• §2．1．3 雷诺应力模型20-23
• §2．1．4 湍流的其它模化方法23-24
• §2．1．5 气相流体模型的数值解法24-25
• §2．2 气固两相流动的模型及其求解25-28
• §2．2．1 气固两相流动的模型25-27
• §2．2．2 气固两相流动模型的求解27-28
• §2．3 固体颗粒相在流场中的流动特性28-31
• §2．3．1 固体颗粒相在流场中的受力分析28-29
• §2．3．2 颗粒在湍流流场中的扩散29
• §2．3．3 颗粒和壁面的碰撞29-31
• §2．4 颗粒在流场中运动轨迹的求解31-34
• §2．4．1 颗粒运动轨迹方程的建立31-32
• §2．4．2 颗粒轨迹方程的求解32-34
• 第三章 旋流燃烧器内气相流动的数值模拟34-56
• §3．1 旋流燃烧器内空气动力场的数值模拟34-44
• §3．1．1 旋流燃烧器的冷模实验装置及实验工况简介34-35
• §3．1．2 计算说明35
• §3．1．3 旋流燃烧器内气相流体的数值模拟结果及其分析35-44
• §3．2 双调风旋流燃烧器内气相场的数值模拟44-51
• §3．2．1 双调风旋流燃烧器实验装置介绍44-45
• §3．2．2 冷模实验台及测试系统45-46
• §3．2．3 试验方案及试验工况46-47
• §3．2．4 旋流燃烧器内的气相场流动特性数值计算结果47-51
• §3．3 本章小节51-56
• 第四章 旋流燃烧器内固体颗粒相的流动特性56-70
• §4．1 旋流燃烧器内气固两相流动的数值模拟56-63
• §4．1．1 旋流燃烧器内固体颗粒的流动特性56-62
• §4．1．2 双调风旋流燃烧器内固体颗粒流动特性62-63
• §4．2 旋流燃烧器内煤粉颗粒运动轨迹的数值模拟结果63-69
• §4．2．1 旋流燃烧器内煤粉颗粒的运动轨迹63-67
• §4．2．2 双调风旋流燃烧器内煤粉颗粒运动轨迹67-69
• §4．3 本章小节69-70
• 第五章 结论和展望70-72
• §5．1 全文总结70-71
• §5．2 本文值得进一步研究的问题71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76

【引证文献】

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本文编号：308986