燃燒室內(nèi)氣體燃料燃燒流場的數(shù)值預測技術研究.pdf

1、燃氣輪機是常用的艦船動力裝備。燃燒室的性能直接決定整臺機組的性能參數(shù)，故燃燒室的合理設計尤為重要。傳統(tǒng)的燃燒室設計主要是靠經(jīng)驗和半經(jīng)驗公式，研制周期長。故本文討論了一種新型的燃燒室快速設計方法。
　　 本文以甲烷為燃料，利用Chemkin軟件運用微元法獲得燃燒室一維特征長度，利用Fluent軟件進行燃燒室簡化燃燒室性拓展設計，并在此基礎上進行三維全尺寸校核。對最終設計的最佳燃燒室利用Chemkin軟件分析其出口NOx排放情況。在

2、利用Fluent進行燃燒室三維數(shù)值計算時，采用Realizable k-ε雙方程湍流模型，快速反應簡化PDF燃燒模型，對控制方程采用迎風的差分格式進行離散，壁面處理采用標準壁面函數(shù)法，采用SIMPLE算法求解離散方程。
　　 在Chemkin計算的過程中，先構(gòu)建燃燒室的初步化學反應器網(wǎng)絡并以此確定最佳空氣配比，再引入一種燃燒室一維長度校核方法-微元法，得到火焰筒的有效反應長度。
　　 根據(jù)Chemkin得到的一維特征長度

3、參數(shù)，并對全尺寸的回流式環(huán)管型燃燒室簡化成回轉(zhuǎn)體形式，取火焰筒一部分進行模擬，最終得到燃燒室全尺寸設計所需要的數(shù)據(jù)，根據(jù)確定的燃燒室特征尺寸建立燃燒室模型。利用Fluent軟件，基于火焰筒壁面絕熱的計算工況，對燃燒室的性能進行分析。運用Chemkin針對最終設計的燃燒室的流場構(gòu)建詳細的化學反應器網(wǎng)絡，確定其最終的出口污染物排放值。另外，文中還針對各種湍流模型進行了分析對比，發(fā)現(xiàn)不同的湍流模型各自模擬的優(yōu)缺點。
　　 計算結(jié)果表明