基于PPDF化學(xué)反應(yīng)速率模型的氮氧化物數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文在目前應(yīng)用廣泛的湍流燃燒模擬方法PPDF，即預(yù)設(shè)概率密度函數(shù)的基礎(chǔ)上，以混合分?jǐn)?shù)和溫度為變量，同時(shí)引入時(shí)間尺度的考慮，提出了一個(gè)NOx計(jì)算模型——PPDF化學(xué)反應(yīng)速率模型。在該模型的理論基礎(chǔ)上，使用CHEMKIN軟件的SENKIN模塊，以詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理計(jì)算NO的生成速率，并將計(jì)算結(jié)果擬合建立成數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　使用該模型在STAR-CD中計(jì)算了三組湍流非預(yù)混射流火焰:H2、H2/CO/N2和CH4/H2/N2射流火焰，并與Sa

2、ndia實(shí)驗(yàn)室公布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。探討該模型中反應(yīng)時(shí)間分別由積分尺度和Kolmogorov尺度定義的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)兩種尺度下該模型都取得了良好的計(jì)算結(jié)果。
　　同時(shí)，探討了熱導(dǎo)率、動(dòng)力粘度和擴(kuò)散系數(shù)對(duì)PPDF化學(xué)反應(yīng)速率模型計(jì)算結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散系數(shù)考慮動(dòng)力學(xué)理論將會(huì)使NOx的質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升。最后，使用不同的NOx模型對(duì)H2射流火焰進(jìn)行計(jì)算，對(duì)比驗(yàn)證該模型預(yù)測(cè)NOx的計(jì)算精度。發(fā)現(xiàn)不考慮湍流脈動(dòng)而采用基元化學(xué)反應(yīng)計(jì)算得到的NOx嚴(yán)