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文檔簡介
1、火焰在微型通道內(nèi)的傳播與淬熄規(guī)律,是安全技術領域的一項重要課題。為了發(fā)展和完善微型通道內(nèi)火焰?zhèn)鞑ヅc淬熄的學術研究,本文通過數(shù)值模擬對微型圓管內(nèi)預混火焰的淬熄規(guī)律進行了系統(tǒng)而深入的研究。 基于均相反應流時均方程組、κ-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃燒模型,建立了均相湍流燃燒流動的理論模型。利用SIMPLEC算法,采用FLUENT軟件對微型圓管內(nèi)預混火焰的傳播與淬熄情況進行了二維空間的數(shù)值模擬。 首先應用上述數(shù)
2、學模型對60目多層絲網(wǎng)內(nèi)的丙烷-空氣預混火焰的傳播過程進行了數(shù)值模擬,并與實驗值進行了比較。計算值與實驗值吻合良好,從而證明了應用上述數(shù)學模型模擬微型通道內(nèi)預混火焰的傳播過程具有合理性。 建立了微型圓管的幾何模型并進行了網(wǎng)格獨立性分析。 通過對微型圓管內(nèi)預混火焰的傳播過程的數(shù)值模擬,得出以下主要結(jié)論: (1)預混火焰在微型圓管中的傳播具有三種情況:火焰不能通過、火焰滯留后不能通過和火焰滯留后通過。用化學反應
3、速率和溫度分布隨時間的變化情況詳細描述了預混火焰在微型圓管中傳播的三種情況。并認為化學反應釋放的熱量沒有及時被壁面吸收是火焰出現(xiàn)滯留現(xiàn)象的原因。 (2)得出了火焰速度、微管管徑、預混氣的初始溫度與淬熄距離之間的關系?;鹧嫠俣仍礁摺⑽⒐芄軓皆酱?、預混氣的初始溫度越高,相應的淬熄距離越長,淬熄越困難。 (3)通過對丙烷-空氣、甲烷-空氣和乙炔空氣預混火焰的淬熄性能的比較,發(fā)現(xiàn)同等條件下,反應活性越高,相應的淬熄距離越長,
4、淬熄越困難。 (4)對微型圓管與平板狹縫的淬熄性能進行了比較,發(fā)現(xiàn)同等條件下,微型圓管散熱面積比平板狹縫大,因而淬熄性能優(yōu)于平板狹縫。 (5)在分析了大量數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的基礎上,總結(jié)出了火焰速度、微管管徑、預混氣初始溫度與淬熄距離之間關系的經(jīng)驗公式。 Lq+0.7/D-0.2·V0/V+50·Tq/Tini+Ta=C 經(jīng)驗公式與計算值吻合良好,因而該經(jīng)驗公式適用于描述微型圓管內(nèi)預混火焰的淬熄規(guī)律。
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