燃燒室內(nèi)氣體燃料燃燒流場的數(shù)值預(yù)測技術(shù)研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)是常用的艦船動力裝備。燃燒室的性能直接決定整臺機(jī)組的性能參數(shù)，故燃燒室的合理設(shè)計尤為重要。傳統(tǒng)的燃燒室設(shè)計主要是靠經(jīng)驗和半經(jīng)驗公式，研制周期長。故本文討論了一種新型的燃燒室快速設(shè)計方法。
　　 本文以甲烷為燃料，利用Chemkin軟件運(yùn)用微元法獲得燃燒室一維特征長度，利用Fluent軟件進(jìn)行燃燒室簡化燃燒室性拓展設(shè)計，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三維全尺寸校核。對最終設(shè)計的最佳燃燒室利用Chemkin軟件分析其出口NOx排放情況。在

2、利用Fluent進(jìn)行燃燒室三維數(shù)值計算時，采用Realizable k-ε雙方程湍流模型，快速反應(yīng)簡化PDF燃燒模型，對控制方程采用迎風(fēng)的差分格式進(jìn)行離散，壁面處理采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)法，采用SIMPLE算法求解離散方程。
　　 在Chemkin計算的過程中，先構(gòu)建燃燒室的初步化學(xué)反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)并以此確定最佳空氣配比，再引入一種燃燒室一維長度校核方法-微元法，得到火焰筒的有效反應(yīng)長度。
　　 根據(jù)Chemkin得到的一維特征長度

3、參數(shù)，并對全尺寸的回流式環(huán)管型燃燒室簡化成回轉(zhuǎn)體形式，取火焰筒一部分進(jìn)行模擬，最終得到燃燒室全尺寸設(shè)計所需要的數(shù)據(jù)，根據(jù)確定的燃燒室特征尺寸建立燃燒室模型。利用Fluent軟件，基于火焰筒壁面絕熱的計算工況，對燃燒室的性能進(jìn)行分析。運(yùn)用Chemkin針對最終設(shè)計的燃燒室的流場構(gòu)建詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)，確定其最終的出口污染物排放值。另外，文中還針對各種湍流模型進(jìn)行了分析對比，發(fā)現(xiàn)不同的湍流模型各自模擬的優(yōu)缺點。
　　 計算結(jié)果表明