生物质与煤混燃的数值模拟及实验研究

发布时间：2024-04-19 03:35

　　化石能源为代表的传统能源的短缺和日益凸显的环境污染问题使得生物质能利用与开发受到关注。我国越来越重视工业生产和燃煤带来的空气污染问题,并已经开始着力开展生物质混燃发电新技术研究,此方面研究已经取得了部分成果。当前计算机数值计算研究逐渐被科研机构以及工业企业所重视,利用其简易、快捷而且直观的特点模拟发电实验的燃烧过程,在计算机上微调任一变量模拟实际燃烧所能达到的效果,指导方案设计,从而实现人力、物力以及财力的极大节约。本文主要工作是针对生物质与煤混燃这一燃烧过程,选取实际燃烧试验台的具体尺寸构建模型进行数值计算,研究其燃烧特性,重点探究两种参混比例的燃烧对炉内流场的影响。数值模拟过程中选取了一些重要的运行参数,将它们作为燃烧模型或是边界控制条件,用来使模拟更加真实的炉膛燃烧进程。这些参数包括燃烧炉的尺寸、一、二次风入口风速、流量、湍流度、燃料供给量、参混比等。数值模拟所使用的软件是专业计算流体动力学软件Fluent,调用实际实验的燃料参数,形成燃烧试验的真实反映。模拟结果显示:改变生物质的参混比例对整体混燃效果影响较明显;生物质燃料的加入可以改善着火情况;燃烧状态和二次风、燃料的配比有明...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景、意义及课题来源
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
        1.1.3 课题来源
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 生物质燃烧利用研究现状
        1.2.2 生物质与煤混燃研究现状
        1.2.3 燃烧动力学模拟研究现状
        1.2.4 Fluent软件在本领域的应用现状
    1.3 研究内容及方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 待解决的关键问题
        1.3.3 采取的技术路线
        1.3.4 预期研究结果
    1.4 小结
第二章 混燃数值模拟基本原理及方法
    2.1 控制方程
        2.1.1 偏微分方程
        2.1.2 其他辅助限制条件
    2.2 湍流燃烧模型
        2.2.1 标准k-模型
        2.2.2 RNG k-模型
        2.2.3 Realizable k-模型
    2.3 混燃数值计算方法
    2.4 本文采用的数学模型与物理参数
    2.5 小结
第三章 混燃数值模拟
    3.1 物理和几何模型
        3.1.1 物理模型
        3.1.2 几何模型
        3.1.3 模型简化及假设
    3.2 网格划分
    3.3 边界条件
    3.4 计算过程
    3.5 小结
第四章 混燃实验研究
    4.1 实验目的
    4.2 实验方法及仪器设备
        4.2.1 实验方法
        4.2.2 实验设备仪器
    4.3 试验工况及方案
    4.4 小结
第五章 结果与讨论
    5.1 混燃数值模拟的结果与分析
        5.1.1 炉内速度分布
        5.1.2 炉内温度分布
        5.1.3 炉内压强分布
        5.1.4 其他模拟结果
    5.2 混燃实验结果以及与模拟结果的对比
        5.2.1 实验结果
        5.2.2 实验结果与模拟结果的对比
    5.3 小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3958172