锅支架高度对燃气灶热效率影响数值模拟.pdfVIP

EquipmentManufacturingTechnologyNo．11，2012 锅支架高度对燃气灶热效率影响的数值模拟 薛 兴，刘 芳 (桂林电子科技大学 建筑与交通工程学院，广西 桂林 541004) 摘 萎：分析锅支架高度对家用燃气灶热效率的影响，建立了描述燃气灶燃烧流场的控制方程组，采用Kealizablek-s湍 流模型和涡耗散EDM燃烧模型。分析了不同锅支架高度下燃气灶温度场的分布。结果表明：燃气灶热效率随着锅支架 高度的增加呈现先增大后减小的趋势。仿真结果与实验结果相近。证明了仿真的有效性。 关键字：家用燃气灶；热效率；锅支架高度；数值模拟 中囱分类号：TS914．23 文献标识码：A 文章编号：1672—545X(2012)11—0042—02 目前 ，国内燃气灶热效率的研究主要是采用实 是黑体；在 100℃时，锅体的各部分都是等温的。燃 验的方法 1【．41，其研发周期长、成本高。而采用数值模 气灶数值模拟的控制方程可用下式圈表示： 拟的方法研究燃气灶热效率 ，可缩短研发周期，降低 + 塑 )+ ( )+．oq~O)． 成本。本文主要基于计算流体动力学CFD的数值模 at ax 8了 az 拟方法，在 fluent软件平台上，对燃气灶的燃烧和传 热过程进行仿真计算，仿真分析结果对开发高效节 = 音[r誓卜专[r等1+砉[r誓】+s 能的燃气灶具有重要的指导意义。 式中， 为任意变量； 1 模型的建立 r为广义扩散系数； 是源项。 1．1几何模型 、r、S不同的形式，可表示连续方程、动量方 根据燃烧器尺寸建立三维物理模型。整个模型 程、能量方程、组分方程。 由燃烧器头部、锅底、灶台面三部分组成。燃烧空间 (2)湍流模型 由燃烧器本身的腔体和上部分的空腔组成。用fluent 燃气灶数值模拟，选择合适的湍流模型较为重 前处理器 gambit进行网格划分，其主要采用六面体 要。文献[6】和[7】表明Realizable湍流模型较适合燃烧 网格对模型进行网格划分。适当增加燃烧器腔体和 室数值模拟。Realizablek一占双方程湍流模型使均流 主要燃烧区域的网格数，其它区域用粗网数处理。最 方程封闭，表达式为圈： 终网格数达 3O万 ，数值计算的收敛精度达 10 以 下。计算模型网格如图1所示。 p誓警=去 +)等】 +lxt鲁d上I(等＼o=Li++OX,iI1l_一p8；； 图 1 部分网格 图 p鲁等=毒[ )篝】 1．2数学模型 +pClEs--pC2_ ； +V 8 (1)基本控制方程 其中，rok和rot,分别是与湍动能k和耗散率 对 燃气灶的主燃烧区存在较为复杂的湍流运动、 应 的Prandtl数 ，fluent默认值 =1．0，ors=1．2， 湍流燃烧、辐射以及对流传热过程。本文对燃气灶燃 烧与传热流场的数值模拟做基本假设 ：所有表面都 c’=1．9。 收稿 日期：2012—08—09 作者简介：薛 兴