強迫對流環(huán)境下單油滴燃燒的數(shù)值模擬.pdf

1、液霧兩相湍流燃燒的CFD數(shù)值模擬在工程中,例如能源、交通、化工及冶金以及航天航空等工業(yè)中有廣泛的應用,已經(jīng)成為一種重要的設計手段,液霧燃燒的大渦模擬日益成熟,最近正在向工程應用的方向靠近,主要應用于大部分內(nèi)燃機以及燃氣輪機的燃燒室內(nèi)液霧燃燒的CFD數(shù)值模擬。目前對液霧燃燒的模擬的模型,存在一定的弊端,不能完整的表現(xiàn)出液霧燃燒的特性。
　　本文基于單個油滴燃燒的特性進行了數(shù)值模擬研究,應用flue nt6.0模擬軟件,采用一步總包有

2、限反應速率模型模擬了不同相對速度、顆粒尺寸、環(huán)境溫度條件下單個油滴燃燒,為液霧燃燒提供了一個更好的模擬基礎。模擬研究具有普遍意義,適用于大部分液體燃料,本文在燃料上選擇了乙醇。模擬結果與周力行提出的三種火焰模態(tài)全包火焰、半包火焰和降落傘火焰一一對應,完全符合真實的火焰燃燒。對于全包圍燃燒模態(tài),火焰半徑的模擬結果與周力行的理論解析解進行對比發(fā)現(xiàn),周的理論解在周向角小于90°范圍內(nèi)和數(shù)值模擬結果接近,大于90°,理論解不能精確預測火焰鋒面半

3、徑;油滴表面局部蒸發(fā)率較尾部火焰燃燒模態(tài)下的蒸發(fā)率小;油滴氣液界面上的速度值分布不均勻,前駐點最大,后駐點最小,這也進一步說明了油滴燃燒過程中表面蒸發(fā)率不均勻;單油滴燃燒狀態(tài)下由于表面蒸發(fā),阻力系數(shù)要比冷態(tài)條件下的單油滴所受阻力小,隨著來流速度的增大,阻力系數(shù)減小。隨著周圍環(huán)境溫度的升高,阻力系數(shù)隨之減小。燃燒狀態(tài)下油滴顆粒的阻力系數(shù)要比冷態(tài)條件下的阻力系數(shù)小,不能簡單套用Wallis-K liac hko公式計算。通過模擬單個油滴的燃