本文關(guān)鍵詞：甲烷—空氣預(yù)混氣在軸向葉片式旋流器中回火特征大渦模擬研究

  更多相關(guān)文章： 貧預(yù)混 軸向旋流 通道 回火 大渦模擬

【摘要】：貧預(yù)混燃燒是燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室中最有實(shí)用前景的低NOx燃燒技術(shù)。貧預(yù)混燃燒方式需要燃料和空氣提前混合,存在著火的傾向�；鼗饐栴}是這類噴嘴值得關(guān)注的突出問題之一。許多燃燒室采用軸向旋流噴嘴完成摻混和穩(wěn)焰功能。本文針對(duì)軸向葉片式旋流器中的回火問題進(jìn)行了大渦模擬研究。本文首先對(duì)一典型的旋流預(yù)混火焰模型進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值之間的對(duì)比,驗(yàn)證了大渦模擬方法的可靠性。本文將軸向葉片式旋流器內(nèi)的回火問題分解為環(huán)形通道內(nèi)的回火問題和葉柵通道內(nèi)的回火問題兩個(gè)部分分別加以研究。在對(duì)環(huán)形通道回火過程的研究中,本文考察了在環(huán)形通道入口軸向流速驟降后流動(dòng)和火焰的響應(yīng)。結(jié)果表明,回火過程發(fā)生在環(huán)形通道的內(nèi)壁面?zhèn)�。速度突變�?旋流數(shù)不變和旋流數(shù)加倍兩個(gè)工況下,都會(huì)發(fā)生核心區(qū)回火,而旋流數(shù)加倍工況下還會(huì)發(fā)生燃燒誘導(dǎo)渦破碎型回火。針對(duì)葉柵通道回火過程的研究包括單通道模型和多通道模型,研究了強(qiáng)制點(diǎn)火后火焰面在通道內(nèi)的發(fā)展過程。單通道的計(jì)算結(jié)果表明,葉片吸力面附近著火后,火焰沿吸力面?zhèn)鹊幕亓鲄^(qū)向上游傳播,最終火焰根部駐定在吸力面流動(dòng)分離的位置；葉片壓力面附近著火后,火焰會(huì)被氣流吹向下游,后經(jīng)葉片尾緣或通道內(nèi)壁面?zhèn)鞑ブ寥~片吸力面,進(jìn)而在吸力面表面駐定。葉片間多通道的計(jì)算結(jié)果表明,葉片吸力面附近著火后通道內(nèi)的火焰發(fā)展過程與單通道計(jì)算結(jié)果相近,而且火焰面能夠沿內(nèi)壁面順葉片旋向方向傳播。葉片壓力面附近著火后,火焰通過內(nèi)壁面分別沿順／逆旋向傳播,沿順葉片旋向傳播時(shí),火焰可以逐級(jí)沿葉片吸力面尾跡向上游傳播,并駐定在葉片表面；火焰逆葉片旋向傳播至強(qiáng)制點(diǎn)火葉片的吸力面后,未觀察到沿這一方向進(jìn)一步的傳播和發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：貧預(yù)混 軸向旋流 通道 回火 大渦模擬
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK473
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 背景及意義11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 葉柵流動(dòng)12-13
• 1.2.2 回火研究13-16
• 1.2.3 湍流燃燒數(shù)值模擬研究16-17
• 1.3 本文的研究對(duì)象17-19
• 第2章 計(jì)算方法簡(jiǎn)介及驗(yàn)證19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 大渦模擬(LES)方法簡(jiǎn)介19-21
• 2.3 層流有限速率/渦概念模型(FR/ED)模型簡(jiǎn)介21
• 2.4 化學(xué)反應(yīng)機(jī)理21-22
• 2.5 用于驗(yàn)證的物理模型簡(jiǎn)介22-24
• 2.6 計(jì)算方法驗(yàn)證24-28
• 2.6.1 不帶反應(yīng)下的軸向流速云圖24
• 2.6.2 帶反應(yīng)下典型的軸向流速云圖24-25
• 2.6.3 帶反應(yīng)下典型的溫度云圖25-26
• 2.6.4 不帶反應(yīng)下流場(chǎng)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比26
• 2.6.5 帶反應(yīng)下流場(chǎng)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值對(duì)比26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 環(huán)形通道回火研究29-35
• 3.1 引言29
• 3.2 回火過程的捕捉與分析29-33
• 3.2.1 軸向速度減半,旋流數(shù)不變時(shí)的回火過程30-31
• 3.2.2 軸向速度減半,旋流數(shù)加倍時(shí)的回火過程31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-35
• 第4章 單通道回火特征大渦模擬研究35-51
• 4.1 引言35
• 4.2 物理模型介紹35-38
• 4.3 不帶反應(yīng)下的流動(dòng)過程38-42
• 4.4 回火過程的捕捉和分析42-50
• 4.4.1 誘發(fā)回火方式42-43
• 4.4.2 近吸力面點(diǎn)火過程的回火過程43-46
• 4.4.3 近壓力面點(diǎn)火的回火過程分析46-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 多通道回火特征大渦模擬研究51-75
• 5.1 引言51
• 5.2 雙通道回火特征研究51-68
• 5.2.1 物理模型51-52
• 5.2.2 回火過程的捕捉和分析52-68
• 5.3 三通道回火特征大渦模擬研究68-73
• 5.3.1 物理模型介紹68-69
• 5.3.2 點(diǎn)火位置簡(jiǎn)介69
• 5.3.3 回火過程捕捉與分析69-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第6章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 主要結(jié)論75
• 6.2 本工作的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)75-76
• 6.3 對(duì)后續(xù)工作的展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 主要符號(hào)說明83-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王玲玲;大渦模擬理論及其應(yīng)用綜述[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年03期

2 辛寶玉;席光;;顯式濾波大渦模擬算法[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2006年07期

3 席光;辛寶玉;;四階精度顯式濾波大渦模擬方法研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2007年S1期

4 楊小龍;符松;;速度估計(jì)模型在大渦模擬中的應(yīng)用[J];計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

5 張楠;劉凱;陸利蓬;袁湘江;;基于相干結(jié)構(gòu)的大渦模擬壁面模型[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2008年01期

6 楊小龍;;熱力羽流的大渦模擬[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年07期

7 傅慧萍;繆國(guó)平;;大渦模擬在噪聲計(jì)算中的應(yīng)用[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2009年08期

8 梁開洪;曹樹良;陳炎;祝寶山;;軸流泵葉輪內(nèi)部流場(chǎng)大渦模擬及分析[J];流體機(jī)械;2009年11期

9 龔斌;劉喜興;楊帥;張靜;董鑫;;90°圓形截面彎管內(nèi)流動(dòng)的大渦模擬[J];過程工程學(xué)報(bào);2013年05期

10 何子干，，倪漢根;大渦模擬法的二維形式[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);1994年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張健;何國(guó)威;陸利蓬;;條件濾波大渦模擬中亞格子模型的數(shù)值研究[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

2 崔桂香;張兆順;;城市大氣微環(huán)境的多尺度大渦模擬研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

3 張楠;沈泓萃;姚惠之;馬麗君;;水下航行體壁面脈動(dòng)壓力的大渦模擬研究[A];第九屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十二屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)論文集[C];2009年

4 宮偉力;張德祥;布何;劉達(dá);;大渦模擬理論綜述及示例解析[A];北京力學(xué)會(huì)第17屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

5 夏振華;史一蓬;肖左利;陳十一;;約束大渦模擬方法在分離流中的應(yīng)用[A];北京力學(xué)會(huì)第18屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

6 史一蓬;肖左利;夏振華;王建春;江舟;洪仁楷;張日葵;陳十一;;約束大渦模擬方法的進(jìn)展[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

7 周兆明;萬夫;練章華;;污染氣體擴(kuò)散風(fēng)洞試驗(yàn)的大渦模擬[A];中國(guó)計(jì)算力學(xué)大會(huì)'2010（CCCM2010）暨第八屆南方計(jì)算力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（SCCM8）論文集[C];2010年

8 岳蕾;張志國(guó);蔣奉兼;;圓球繞流的大渦模擬分析研究[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（上冊(cè)）[C];2012年

9 李廷秋;張華;常杏;方田;;大渦模擬風(fēng)浪流下沉管周圍流場(chǎng)變化[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（上冊(cè)）[C];2012年

10 胡寧;劉歡;佘振蘇;;大渦模擬模型對(duì)湍流結(jié)構(gòu)系綜的效應(yīng)研究[A];北京力學(xué)會(huì)第18屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張斌;大渦模擬濾波網(wǎng)格分析及網(wǎng)格自適應(yīng)控制研究與應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2011年

2 陳曉春;基于并行計(jì)算的大渦模擬方法及其工程應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2004年

3 李雪松;基于可壓縮流方法的大渦模擬及其工程化應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2006年

4 孫小波;可壓縮剪切湍流的直接模擬和大渦模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2007年

5 鄧小兵;不可壓縮湍流大渦模擬研究[D];中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心;2008年

6 潘徐杰;基于大渦模擬的移動(dòng)粒子半隱式法研究及其應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2009年

7 秦文瑾;內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)湍流特性及其循環(huán)變動(dòng)的大渦模擬與本征正交分解研究[D];大連理工大學(xué);2014年

8 李啟;含運(yùn)動(dòng)邊界鈍體繞流風(fēng)場(chǎng)的大渦模擬數(shù)值算法[D];北京交通大學(xué);2014年

9 霍巖;有限開口空間熱驅(qū)動(dòng)流大渦模擬和實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

10 許常悅;圓柱可壓縮繞流及其流動(dòng)控制的大渦模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張yN;基于OpenFOAM的可壓縮流動(dòng)與傳熱大渦模擬數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 蔡德琛;基于LES液霧兩相燃燒數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南科技大學(xué);2015年

3 王靖含;基于回收—變換—控制方法的大氣邊界層湍流風(fēng)場(chǎng)大渦模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 劉霞;城市下墊面微模型中顆粒彌散行為研究[D];河南大學(xué);2015年

5 葛林瀚;顆粒在脈動(dòng)氣流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與分離規(guī)律[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

6 朱宏;基于大渦模擬方法的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)變動(dòng)特性研究[D];上海交通大學(xué);2015年

7 鄒文杰;甲烷—空氣預(yù)混氣在軸向葉片式旋流器中回火特征大渦模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2016年

8 李杰;基于大渦模擬的室內(nèi)懸浮顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究[D];湖南大學(xué);2013年

9 劉曉軍;大渦模擬后臺(tái)階湍流流動(dòng)及流場(chǎng)中顆粒的彌散[D];蘭州大學(xué);2009年

10 劉一秀;方槽內(nèi)單顆粒存在時(shí)湍流場(chǎng)的大渦模擬[D];北京化工大學(xué);2014年

本文編號(hào)：1104715