四墻切圓煤粉燃燒室內(nèi)湍流氣粒兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤粉燃燒室內(nèi)煤粉流動(dòng)與燃燒的研究對(duì)于控制煤燃燒產(chǎn)生的污染問(wèn)題有著至關(guān)重要的意義.由于爐內(nèi)換熱過(guò)程的復(fù)雜性,單純依靠實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行研究是很困難的.隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們開(kāi)始尋求用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬的方法來(lái)研究爐膛內(nèi)的流動(dòng)、傳熱及燃燒過(guò)程.目前國(guó)內(nèi)外有不少研究者針對(duì)煤粉燃燒室進(jìn)行了數(shù)值模擬,但是很多機(jī)理性問(wèn)題和模擬算法尚待進(jìn)一步解決與完善.所以該課題研究的主要內(nèi)容為首先建立關(guān)于燃燒的合理的數(shù)學(xué)模型,然后用數(shù)值模擬方法分析煤粉燃

2、燒室內(nèi)湍流流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng),并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)作對(duì)照以證明模型的合理性.該文以一臺(tái)1MW的四墻切圓煤粉燃燒室為研究對(duì)象,對(duì)爐內(nèi)的速度場(chǎng)以及顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了計(jì)算分析.該文作者根據(jù)上下?tīng)t膛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和流動(dòng)特點(diǎn),采用了將網(wǎng)格系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)一定角度的方法來(lái)對(duì)燃燒器區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并采用塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格方法和網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)爐膛的網(wǎng)格劃分和加密.這種網(wǎng)格劃分的方法可以有效的減小數(shù)值模擬中的偽擴(kuò)散,大大減輕了網(wǎng)格生成的難度,使網(wǎng)格數(shù)量不至于過(guò)大,

3、有效地節(jié)省了計(jì)算所花費(fèi)的時(shí)間.對(duì)于氣相流場(chǎng),該文作者針對(duì)k-ε雙方程模型,可實(shí)現(xiàn)性k-ε雙方程模型以及雷諾應(yīng)力模型進(jìn)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(shí)現(xiàn)性k-ε雙方程模型和雷諾應(yīng)力模型預(yù)報(bào)結(jié)果優(yōu)于k-ε模型,而雷諾應(yīng)力模型預(yù)報(bào)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果更為一致.可實(shí)現(xiàn)性k-ε雙方程模型因其計(jì)算量小,耗費(fèi)機(jī)時(shí)少,所以在一般的計(jì)算條件下用于爐內(nèi)模擬更為合理.此外,對(duì)流項(xiàng)的離散格式分別采用-階迎風(fēng)格式、二階迎風(fēng)格式及QUICK格式進(jìn)行計(jì)算