煤粉燃燒-氣化邊界層反應(yīng)的數(shù)值模擬及其在湍流環(huán)境中的跨尺度應(yīng)用.pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文煤粉燃燒氣化邊界層反應(yīng)的數(shù)值模擬及其在湍流環(huán)境中的跨尺度應(yīng)用姓名：張健申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：@指導(dǎo)教師：章明川201011摘要時(shí)，采用本生燈火焰鋒面處的CO燃燒速率測(cè)量值比選用后火焰區(qū)域的測(cè)量值更具合理性。(3)建立了球坐標(biāo)系下考慮傳熱、傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)全耦合的揮發(fā)分／碳粒燃燒數(shù)值模擬方法，能夠詳盡預(yù)報(bào)揮發(fā)分熱解析出及燃燒、焦碳燃燒的全過(guò)程。預(yù)報(bào)發(fā)現(xiàn)顆粒邊界層中的揮發(fā)分均相著火與燃燒對(duì)煤粉顆粒升溫過(guò)程有著重要的影

2、響。進(jìn)而建立了簡(jiǎn)化描述顆粒邊界層揮發(fā)分火焰的移動(dòng)火焰鋒面模型(Mov堍Fl鋤eFrontModelfor、，0latileComb嚼ion，MFFVC)，模型方便實(shí)用，又能與復(fù)雜模型有較好的符合。(4)煤粉氣化過(guò)程中，顆粒邊界層氣相反應(yīng)(CO燃燒、水煤氣置換反應(yīng)等)的發(fā)生會(huì)直接影響顆粒溫度、氣化反應(yīng)速率及氣化產(chǎn)物的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。本文建立了考慮其影響的煤粉氣化移動(dòng)火焰鋒面模型(MoviIlgF1鋤eFrontModelforGaSificat

3、ion，MFF。G)，模型中充分考慮了氣化環(huán)境對(duì)煤粉燃燒／氣化的影響、顆?？紫蹲兓?、CO和H2對(duì)氣化的抑制作用等。該簡(jiǎn)化模型能夠預(yù)報(bào)氣流床氣化爐中炭粒與氣體環(huán)境之間明顯的真實(shí)溫度差異。(5)在湍流煤粉火焰中，靜止的顆粒邊界層(Sta印antbounda巧layer)有可能被湍流的隨機(jī)無(wú)序脈動(dòng)所破壞。本文將介觀尺度的邊界層反應(yīng)現(xiàn)象與宏觀尺度的氣相湍流規(guī)律耦合起來(lái)，建立了湍流煤粉火焰中多相燃燒的跨尺度模擬方法。并在典型的煤粉旋流燃燒條件下討