文丘里濃淡分離燃燒器的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要通過(guò)數(shù)值模擬和?；瘜?shí)驗(yàn)的方法，來(lái)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(gè)方面： 首先對(duì)國(guó)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(xì)的評(píng)述，提出本文在相關(guān)方面開(kāi)展研究的特點(diǎn)。 其次，對(duì)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(dòng)阻力的問(wèn)題，這也是眾多工程問(wèn)題的關(guān)注熱點(diǎn)。本文基于Fluent軟件平臺(tái)，通過(guò)比較多種不同湍流模型在計(jì)算水利光滑／粗糙圓形管道內(nèi)湍流

2、流動(dòng)阻力上的優(yōu)劣，尋找最適合流動(dòng)阻力計(jì)算的湍流模型及計(jì)算方法。將各個(gè)湍流模型的計(jì)算結(jié)果與尼古拉茨實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)：對(duì)于處于水利光滑區(qū)的管流，不能計(jì)入管壁粗糙度的影響，應(yīng)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(xì)化壁面附近的網(wǎng)格后，計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合得很好；而對(duì)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(jì)算結(jié)果才可以達(dá)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(wú)論圓管內(nèi)流動(dòng)形式是層流還是湍流(處于水利光滑區(qū))，流動(dòng)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(dòng)阻力也越大。一個(gè)湍流模型能否很好的計(jì)算出光滑／粗糙管的流動(dòng)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(dòng)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(guò)數(shù)值模擬來(lái)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(zhǎng)度、穩(wěn)定段長(zhǎng)度、收縮段角度和擴(kuò)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(shè)計(jì)新型的濃淡分離燃燒器提供理論依據(jù)。 最后，通過(guò)模化試驗(yàn)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(yàn)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(yīng)用數(shù)值模擬的方法來(lái)研究湍流流動(dòng)阻力問(wèn)題提供了有價(jià)值的參考，也為設(shè)計(jì)和應(yīng)用新