文丘里濃淡分離燃燒器的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、本文主要通過數(shù)值模擬和模化實驗的方法，來研究文丘里濃淡分離燃燒器的分離特性和阻力特性。研究工作主要有以下幾個方面： 首先對國內(nèi)外在濃淡分離燃燒器和燃燒器內(nèi)外的氣固兩相流方面的研究工作作詳細的評述，提出本文在相關(guān)方面開展研究的特點。 其次，對文丘里濃淡分離燃燒器阻力特性的研究也就是在研究湍流流動阻力的問題，這也是眾多工程問題的關(guān)注熱點。本文基于Fluent軟件平臺，通過比較多種不同湍流模型在計算水利光滑／粗糙圓形管道內(nèi)湍流

2、流動阻力上的優(yōu)劣，尋找最適合流動阻力計算的湍流模型及計算方法。將各個湍流模型的計算結(jié)果與尼古拉茨實驗結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)：對于處于水利光滑區(qū)的管流，不能計入管壁粗糙度的影響，應采用低雷諾數(shù)湍流模型一一特別是Spalart-Allmaras湍流模型，這些低雷諾數(shù)湍流模型在細化壁面附近的網(wǎng)格后，計算結(jié)果和實驗結(jié)果吻合得很好；而對于處在水利粗糙區(qū)的管流，則必須考慮管壁粗糙度的影響，這樣，計算結(jié)果才可以達到足夠的精度。 另外研究還得到其他一些重

3、要的結(jié)論： 無論圓管內(nèi)流動形式是層流還是湍流(處于水利光滑區(qū))，流動阻力的大小都由壁面附近的速度分布(管道各橫截面處速度輪廓線)決定。在管道結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，壁面處軸向速度沿徑向的速度梯度越大，流動阻力也越大。一個湍流模型能否很好的計算出光滑／粗糙管的流動阻力，關(guān)鍵在于該湍流模型能否很好的模擬近壁區(qū)的流動狀態(tài)，特別是它能否很好的模擬出近壁區(qū)的速度輪廓。 再次，通過數(shù)值模擬來研究文丘里濃淡煤粉燃燒器的分離特性和阻力特性

4、與文丘里管結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)：選擇合適的喉口直徑、喉口段長度、穩(wěn)定段長度、收縮段角度和擴展段角度，是文丘里濃淡分離燃燒器具有良好的阻力特性和分離效果的重要保證。該研究為更好的設計新型的濃淡分離燃燒器提供理論依據(jù)。 最后，通過模化試驗得到該新型的濃淡分離燃燒器的分離特性和阻力特性，并將試驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果比較分析。 本文的研究結(jié)果，為更好的應用數(shù)值模擬的方法來研究湍流流動阻力問題提供了有價值的參考，也為設計和應用新