采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧.pdfVIP

　第 21 卷　第 2 期 动　力　工　程 　V o l. 21 N o. 1　 　·1128 ·2001 年 4 月 POW ER EN G IN EER IN G A p r. 2001　 　 　　文章编号:(2001) 采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧 煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟 1 1 1 2 由长福 , 　祁海鹰 , 　徐旭常 , 　 B ernard B audo in ( 1. 清华大学 热能工程系, 北京 100084; 2. 法国杜埃矿业研究院能源系, 杜埃 59508) 摘　要: 采用商业软件 所提供的不同湍流模型; 模型、 模型、带旋流修正的 FLU EN T K RN G K RN G K 模型、 模型、雷诺应力模型, 对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态气相流动进行了数值模拟。为减 R ealizable K 小数值伪扩散对强旋流动的影响, 本文采用了减小网格尺寸和提高差分格式精度等措施。通过与实验结果的 对比分析, 客观评价了这些模型与方法对该流动模拟效果的影响, 为理论分析强旋湍流流动和对四角切向燃 烧煤粉锅炉内流体流动的工程设计提供了参考依据。图 5 参 4 关键词: 湍流模型; 数值模拟; 旋流; 数值扩散 中图分类号: T K 229. 6+ 3　　　文献标识码: A 的 600 型锅炉按一定的准则缩小制造 MW SUQL 0　前言 的。采用LDA 技术对其内部冷态空气流场进行 四角切向煤粉锅炉是目前世界上比较常用的 了详细的测量。由于炉膛顶部布置了密集的屏式 电站锅炉类型之一。大量的文献报道了对于该类 受热面, 给网格的划分带来很大的困难, 所以本文 型锅炉内流体流动的研究工作, 其中包括实验测 的计算中采用了多孔介质模型来处理该区域, 如 ( ) 定和数值模拟等手段。但是, 由于在该炉膛内部的 图 1 右 所示。在实际计算中, 通过给定与实际相 流体流动为强旋的湍流流动, 对于该流动的模拟 近的受热面区阻力损失, 从而可以消除多孔介质 属于数值计算流体力学中的难题。因此, 较多文献 假定给整个炉膛内数值计算所带来的影响。本文 中数值模拟与实验结果不能很好的符合。为了更 在进行实验结果与模拟结果对比时, 主要对比了 好地模拟强旋湍流流动, 一些研究人员在湍流模 靠近炉膛底部燃烧器区域的速度值, 所以可以认 型的改进和控制方程差分格式的选取上都相应地 为多孔介质假设不影响该区域内的流体流动。 做了许多研究工作, 取得了很大的进展[ 1, 2, 3 ]。本 文在综合考虑前人研究的基础上, 采用不同湍流 模型、不同差分格式以及不同网格尺寸对四角切 向燃烧锅炉内的空气动力场进行了数值模拟, 并 与实验测量结果进行了对比, 客观地评价了这些 方法对该流动的模拟情况, 为工程实际研究与应 用提供可靠的理论依据。 1　锅炉模型