四墻切圓煤粉燃燒室內湍流氣粒兩相流動的數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤粉燃燒室內煤粉流動與燃燒的研究對于控制煤燃燒產生的污染問題有著至關重要的意義.由于爐內換熱過程的復雜性,單純依靠實驗室試驗臺進行研究是很困難的.隨著計算機技術的不斷發(fā)展,人們開始尋求用實驗室試驗結合數(shù)值模擬的方法來研究爐膛內的流動、傳熱及燃燒過程.目前國內外有不少研究者針對煤粉燃燒室進行了數(shù)值模擬,但是很多機理性問題和模擬算法尚待進一步解決與完善.所以該課題研究的主要內容為首先建立關于燃燒的合理的數(shù)學模型,然后用數(shù)值模擬方法分析煤粉燃

2、燒室內湍流流場、溫度場、濃度場,并與試驗數(shù)據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,對爐內的速度場以及顆粒的運動軌跡進行了計算分析.該文作者根據上下爐膛的結構特點和流動特點,采用了將網格系統(tǒng)扭轉一定角度的方法來對燃燒器區(qū)域進行網格劃分,并采用塊結構化網格方法和網格自適應技術來實現(xiàn)整個爐膛的網格劃分和加密.這種網格劃分的方法可以有效的減小數(shù)值模擬中的偽擴散,大大減輕了網格生成的難度,使網格數(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力模型進行了模擬比較.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力模型預報結果優(yōu)于k-ε模型,而雷諾應力模型預報結果與試驗結果更為一致.可實現(xiàn)性k-ε雙方程模型因其計算量小,耗費機時少,所以在一般的計算條件下用于爐內模擬更為合理.此外,對流項的離散格式分別采用-階迎風格式、二階迎風格式及QUICK格式進行計算