碳?xì)淙紵鹧嬷薪橘|(zhì)非灰輻射計算研究.pdf

1、碳?xì)淙紵鹧鎻V泛存在于工業(yè)爐窯、鍋爐爐膛等場合，其燃燒產(chǎn)物中參與輻射換熱的主要有以二氧化碳和水蒸氣為代表的氣體以及碳黑粒子和團(tuán)聚體為代表的固體；氣體的輻射特性呈現(xiàn)較強(qiáng)的光譜選擇性，而團(tuán)聚體的輻射特性除了與波長有關(guān)還被其復(fù)雜的分形結(jié)構(gòu)所影響，這使輻射問題的準(zhǔn)確求解變得困難。因此，研究燃燒系統(tǒng)中介質(zhì)的輻射特性分布對分析燃燒機(jī)理、提高燃燒效率有非常重要的意義。
　　本文首先分別介紹了計算氣體介質(zhì)和粒子介質(zhì)輻射特性的FSK模型、GMM理論

2、以及求解輻射傳遞方程的DRESOR法，基于k分布的FSK模型可得到混合氣體在全光譜上的非灰輻射特性；GMM理論可求得粒子及不同分形結(jié)構(gòu)團(tuán)聚體的光譜輻射特性；DRESOR法跟介質(zhì)輻射特性求解方法耦合可計算給出系統(tǒng)中高方向分辨率的空間輻射強(qiáng)度分布。
　　然后采用FSK模型、GMM理論結(jié)合DRESOR法對一維系統(tǒng)中的介質(zhì)輻射進(jìn)行了計算，得到輻射強(qiáng)度、熱流等分布。針對氣體考慮了等溫和溫度分層的情況，以及富氧燃燒和空氣燃燒兩種燃燒形式，探究

3、了溫度、濃度對輻射特性的影響；針對粒子分別對單顆粒、雙顆粒和滿足獨(dú)立散射的粒子云進(jìn)行了研究，分析了尺度參數(shù)、光學(xué)常數(shù)及粒子間距對輻射特性的影響。
　　最后通過對實(shí)際的乙烯層流擴(kuò)散火焰采用 TSPD-TEM法進(jìn)行碳黑團(tuán)聚體取樣分析，得到不同火焰高度處碳黑團(tuán)聚體的分形參數(shù)，模擬出團(tuán)聚體的分型結(jié)構(gòu)并采用GMM理論求得各工況時的散射因子、吸收因子等分布。由輻射特性沿火焰高度的分布分析火焰中碳黑團(tuán)聚體的生成機(jī)理以及不同氧化劑對團(tuán)聚體生成的影