層流預混燃燒火焰的數值研究.pdf

1、層流預混燃燒火焰是最常見的燃燒現象，廣泛應用于日常生活和工業(yè)生產中，研究層流預混火焰具有重要的意義。層流預混火焰是綜合體現流體流動、分子輸運和化學反應等因素的最基礎的燃燒現象，它有著和湍流火焰相似的化學過程。研究層流預混火焰是認識湍流火焰等復雜燃燒現象的基礎，許多湍流火焰理論正是基于對層流火焰的認識而提出的。同時，研究層流預混火焰可以更好地理解燃燒過程，為實際應用中改進燃燒技術，減少燃燒污染，加強燃燒過程控制等提供理論依據。因此，如何準

2、確、有效地研究認識層流預混火焰已經成為當今燃燒學研究的熱點。
　　本文研究內容為利用詳細化學反應機理數值模擬研究一維穩(wěn)態(tài)層流預混燃燒自由傳播火焰問題。首先建立問題的物理模型，根據物理模型推導其控制方程，確定定解條件，將求解域、守恒方程和定解條件離散化，最后求解代數方程。分析氫氣-空氣、一氧化碳-空氣、甲烷-空氣、高爐煤氣-空氣燃燒的化學反應機理;詳細研究甲烷-空氣、高爐煤氣-空氣一維穩(wěn)態(tài)層流預混燃燒自由傳播火焰，認識其燃燒特性，為

3、甲烷和高爐煤氣的實際應用提供理論支持。
　　本文的主要計算內容為:
　　(1)利用GRI3.0化學反應機理計算甲烷-空氣一維穩(wěn)態(tài)層流預混燃燒自由傳播火焰。研究甲烷火焰中質量通量、溫度分布、組分濃度分布、氣體流速分布等，研究當量比、預混氣體初始溫度等因素對甲烷火焰的影響。
　　(2)在深入研究氫氣、一氧化碳、甲烷燃燒化學反應機理的基礎上，提出了高爐煤氣燃燒的化學反應機理，并利用該機理計算高爐煤氣-空氣一維穩(wěn)態(tài)層流預混燃燒