4-燃烧数值模拟高级教程.pptVIP

结果（1）：速度场 平均轴向速度（m/s） 半径（m） 半径（m） 轴向速度（m/s） 轴向速度（m/s） 结果（1）：速度场 平均旋转速度（m/s） 半径（m） 旋转速度（m/s） 半径（m） 旋转速度（m/s） 结果（2）：湍流场 湍流强度（m/s）， 半径（m） 湍流强度（m/s） 湍流强度（m/s） 半径（m） 结果（3）：温度场 平均温度（K） 半径（m） 温度（K） 半径（m） 温度（K） 结果（4）：组分场 平均O2（体积百分数，干燥情况下） 半径（m） 半径（m） （体积百分数，干燥） O2 （体积百分数，干燥） O2 表面辐射模型 适用于没有参与性介质的被漫灰表面包围的封闭空间 基于模型的角系数（CHAPARRAL） 适用于N维表面的N方程可以整理成形如KJ=E的矩阵形式 K是N ×N的矩阵，J是热辐射向量，E是发射功率向量 表面群（称为群集）的内存 辐射计算比流量计算使用更少的表面 可以有助于降低内存需求 校平视角因子矩阵 互换性 完整性 CPU、计算角系数所需的内存条件是重要的 例子：划分1M个网格100k的面，在六核CPU下，需要7天时间来生成角系数文件 角系数文件只需要生成一次 对于瞬态问题或对同一网格的一系列参数化研究，可能没有DO模型计算量大 3D排气管和防护罩 S2S模型和DO模型 底面温度（K） 辐射模型的选择 对于确定的问题，一种辐射模型可能会比另一种更为合适。一般而言： 计算量：P-1模型可花费较少的精力得到合理的精确度 准确性：DTRM和DO模型的准确性更高 较之于DTRM ，DO模型有更广的选择范围（漫灰表面、非灰介质、散射、透明介质） 光学厚度：DTRM和DO模型适用于所有的光学厚度， P-1模型仅适用于光学厚度aL1的介质 散射：仅有P-1和DO模型考虑了散射 微粒效应：仅有P-1和DO模型考虑了气体与微粒之间的辐射传递 局部热源：带有足够多射线或坐标的DTRM或DO模型更为合适 建议 理解各种模型的局限性 对于大型的3D问题，使用DO或DTRM会花费过多的时间，此时应该考虑使用P-1模型 对于小型的2D问题，在使用射线或坐标的数量足够多时，DTRM或DO模型可以提供最好的结果 对于带有烟灰、煤粒、悬浮微粒的燃烧问题，颗粒辐射和散射是重要的，此时应考虑P-1或DO模型 对于指定吸收系数的问题，使用灰度气体加权求和模型（WSGGM） 在打开辐射模型前，要获得一个收敛的解法 FLUENT中的污染模型 低NOx燃烧器中的温度分布 污染物 NOx 主要由NO组成，也有少量的NO2和N2O。 NO与氧气或大气结合生成NO2 严格控制的污染物：是光化学烟雾诱导物，并造成酸雨以及臭氧空洞。 四种生成机理：热力型、快速型、燃料型、经由N2O形成 烟炱 在温度梯度很大的富燃料区形成 复合体：成核、表面生长、聚合 注意：因为反应过程是及其复杂的，所以Nox 和烟炱的生成是根据半经验主义机理建模的。而且，结果对模型的输入是敏感的。只有做了有效性验证，污染模型才能被用来做趋势分析和参数/尺度分析，而不用来作绝对量的分析。 FLUENT中的NOx模块 FLUENT中NO输运方程的求解是一个后处理过程 NO通常出现在低浓度区域，因此，NO的化学性质对流场、温度和主要燃烧产物浓度的影响可以忽略 对有意义的NO预测来说，一个精确的燃烧解决方案是必要的先决条件 提供准确的边界条件或热物性参数 应用恰当的湍流、化学、辐射和其他子模型 当火焰温度超过2200K时，温度每增加90K， NOx的生成率就增加一倍 NOx模块 NOx在NOx模块中的生成路径 碳氢化合物中的自由基，CHi NO(再燃型) N2(快速型) HCN和/或NH3 NO N2 燃料型NOx NO O2 焦炭中的N 燃烧空气中 的O2和N2 热力型NOx 挥发物、气态和液态的燃料N N2O NOx排放 NOx模块 快速型NOx 在低温富燃料区生成 只要是通过中间的HCN形成 根据De Soete提出的经验机理进行建模 理论：四种生成路径 热力型NOx 空气氮的氧化产物 根据捷里道维奇机理在高温下生成 用户选择氧浓度模型作为平衡或局部平衡模型（后者为推荐） NOx模块 燃料型NOx 挥发物中的氮氧化成NO、HCN和/或NH3 焦炭中的氮氧化成NO、HCN和/或NH3 FLUENT求解了有关HCN和/或NH3的一个附加方程 经由中间产物N2O 生成的NOx 在较高的压力和富氧条件下是有利的 如果不使用稳态近似，要求解N2O的附加输运方程 在较高压力和微弱燃烧（无火焰燃烧）下的贫燃料系统中，这一集里可能是重要的 NOx模块 对于热力型和快速型NO的预测，仅求解