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重庆大学学报 (自然科学版) Vd 23 第23卷第3期 JoIlrrIal 0f Chongqing Ua[versity(Netuzal Scleace Edition) May．2000 文章编号：100O一582x【2000)03—0134—05 · 研究简报· @ 平展流燃烧湍流场的数值模拟 l 3 温 良英，刘成 全 (重庆大学材料科学与工程学院，重度40OO44) 弋F 摘 要：将旋转离心力的作用引入五一e湍流双方程模型中，在平展流内的强旋有回流区采用轴对 称的圆柱坐标．其他区域采用直角坐标的组合坐标系统，有效地解决了时平展流燃烧流场的数值模拟。 数值模拟结果得出，旋流教愈大愈有利于稳定平展流的形成，而消耗的动力愈大；喇叭口曲率半径的增 大亦有利于稳定平展流的形成，但燃烧器烧嘴砖厚度亦增大。提出在设计平展流燃烧器时，旋流强度取 1 2～2．o，扩散喷口曲率半径取(O．8—1 5)D。为佳。 关键词：漉场；整垡苎翌芝苎堕 ／±墼 憋院 瑞施 中图分类号：TF 055 文献标识码：A 烧器 平展流通常是由强旋流通过扩散形喷出口而得 域为研究对象。 到的，它象圆盘一样平贴在喷嘴所在的壁面上。旋转流 2)燃烧所产生的烟气为恒温不可压缩的灰体，即 是在射流离喷口前被强迫旋转，有切向分速度 ．喷嘴 不考虑燃烧过程对热物性的影响，且质量力可忽略不 加装刺叭形扩散口，除比一般的强旋转流更加强化回 计。 流和燃、气混台外，旋流的离心力和回流的挤压力促使 3)固体表面为无滑移、不穿透的边界，对称轴及 气流绕喷出口作对称的附壁流动，即开放式的平展流。 出口各物理参数的法向梯度为零。 燃烧可以使炉顶平展流的附壁作用加强。 采用轴对称圆柱坐标与直角坐标组台的坐标系 统(图1)，即在平展流内的强旋流有回流区采用r出轴 l 控制方程的建立 对称的圆柱坐标，将系统分解为r一 子午面和r一引黄 平展流流动过程如图1所示的有限空间内的强旋 剖面，分别按二维流场计算，当旋转速度衰减为零时， 流。根据其流动特点，特作如下基本假设： 则采用xyz直角坐标。 1)体系作为稳定的轴对称问题处理，取其1／2区 图1 平展流燃烧空问及组合坐标系统 收稿日期：1999—1I一30 作者简介：温良英(1966-) 女，重庆市^．重庆大学剐教授．博士，从事热能热工研究。 第23善第3期 温良英等： 平展流燃烧湍流塌的数值模拟 l35 在 坐标系中，对轴对称旋转湍流流场， 1 ： 0．r、 、 的三个速度分量分别为 、 、； P、r 、 s 分别代表流体的物理参数、密度、参数 的对应扩 菩( )【 】 散系数和源项。整理为： ÷品【r 一 )】+ ： c 譬