本文關鍵詞：值班火焰甲烷湍流燃燒過程（火用）特性研究

  更多相關文章： （火用）分析 （火用）特性 局部（火用）及（火用）損失 值班火焰甲烷湍流燃燒 數值模擬

【摘要】：熱力系統（火用）分析方法廣泛地應用于電站鍋爐、換熱器、發(fā)動機等用能設備中,為提高能量系統的利用率、減少燃料的損失提供理論基礎。傳統的（火用）分析方法只能指出系統宏觀熱力過程的總體（火用）特性,無法得知燃燒過程中局部的損失規(guī)律及分布特性,無法有針對性地根據（火用）特性對熱力過程進行優(yōu)化。本文基于非平衡態(tài)熱力學理論,結合數值模擬方法,整理了局部（火用）及局部（火用）損失計算理論,對值班火焰甲烷湍流燃燒系統進行局部和總體的（火用）特性分析,并研究該火焰參數變化對（火用）特性的影響,從而為降低燃燒過程的損失,提高燃燒利用效率提供幫助。具體研究內容如下:對基于悉尼值班火焰燃燒器的甲烷湍流燃燒Flame D火焰實驗進行數值模擬。結果表明,火焰的模擬與實驗趨勢大體相同,基本滿足研究需求。整理燃燒過程中局部（火用）及（火用）損失理論。根據基本假設,對局部（火用）及（火用）損失進行分類,從理論上分析了局部（火用）隨時間變化過程中的輸運和轉化規(guī)律�；诰植浚ɑ鹩茫┘埃ɑ鹩茫⿹p失理論,利用數值模擬數據,計算并分析了Flame D火焰的（火用）特性。分析表明,化學（火用）控制區(qū)和熱（火用）控制區(qū)交界面上產生劇烈的燃燒、傳熱和傳質過程�；瘜W反應（火用）損失控制區(qū)周圍形成傳熱（火用）損失控制區(qū)。從計算域入口到出口,截面化學（火用）、機械（火用）和總（火用）逐漸減小;截面熱（火用）和化學反應（火用）損失先增大后減小。從（火用）損失量的觀點來看,在（火用）的輸運和轉化過程中,傳熱是（火用）損失的最主要因素,化學反應次之,粘性耗散和擴散傳質影響可以忽略不計。（火用）轉化的總趨勢為化學（火用）和機械（火用）向熱（火用）的轉化。分析燃料流雷諾數和預混當量比變化對（火用）特性的影響。隨著雷諾數的增加,沿流動方向同一截面各（火用）及（火用）損失都增大,而系統熱（火用）效率、總（火用）效率、傳熱和化學反應（火用）損失比例的影響甚微,傳熱（火用）損失在數量上對總（火用）損失起到支配作用。隨著預混當量比的提高,沿流動方向同一截面熱（火用）、化學（火用）和總（火用）都增大,熱（火用）和總（火用）效率提高,傳熱（火用）損失在數量上對總（火用）損失起到支配作用。綜合（火用）特性分析結果表明,可燃盡系統中,化學反應在空間的合理分布可以調整局部傳熱（火用）損失的空間分布,使得系統總體的傳熱（火用）損失減小,從而讓系統整體的熱（火用）效率和總（火用）效率最佳。對于復雜熱力系統,有些（火用）損失變化微弱卻能顯著影響熱（火用）及總（火用）效率。因此效率優(yōu)化還需要從輸運和轉化過程的空間組織結構、物理過程的時間尺度等其他方面進行考慮。
【關鍵詞】：（火用）分析 （火用）特性 局部（火用）及（火用）損失 值班火焰甲烷湍流燃燒 數值模擬
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 國內外研究現狀10-15
• 1.2.1 值班火焰甲烷湍流燃燒數值模擬10-13
• 1.2.2 （火用）分析方法13-15
• 1.3 國內外研究現狀總結和分析15-16
• 1.4 課題主要內容16-17
• 第2章 典型值班火焰甲烷湍流燃燒數值模擬17-34
• 2.1 典型值班火焰甲烷湍流燃燒17-18
• 2.2 數值模型18-23
• 2.2.1 湍流模型18-21
• 2.2.2 組分輸運模型21
• 2.2.3 化學反應模型21-23
• 2.2.4 輻射模型23
• 2.3 數值方法23-26
• 2.3.1 幾何模型23-24
• 2.3.2 網格劃分24
• 2.3.3 邊界條件和初值條件24-25
• 2.3.4 求解設置25-26
• 2.4 數值模擬結果驗證26-33
• 2.4.1 收斂性判據26
• 2.4.2 網格無關性驗證26-28
• 2.4.3 模擬與實驗對比分析28-32
• 2.4.4 誤差分析32-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 燃燒過程局部（火用）及（火用）損失理論34-45
• 3.1 基本假設34-35
• 3.2 局部（火用）理論35-38
• 3.3 局部（火用）損失理論38-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第4章 典型值班火焰甲烷湍流燃燒（火用）特性分析45-64
• 4.1 局部（火用）及損失計算實現45-47
• 4.2 局部（火用）及局部（火用）損失計算驗證47-48
• 4.3 空間（火用）分布特性48-56
• 4.3.1 局部（火用）空間分布特性48-50
• 4.3.2 局部（火用）比例空間分布特性50-52
• 4.3.3 局部（火用）損失空間分布特性52-55
• 4.3.4 局部（火用）損失比例空間分布特性55-56
• 4.4 截面（火用）沿流動方向分布特性56-60
• 4.4.1 截面（火用）功率沿著流動方向變化規(guī)律56-58
• 4.4.2 截面（火用）損失功率沿著流動方向變化規(guī)律58-59
• 4.4.3 截面（火用）損失比例沿著流動方向變化規(guī)律59-60
• 4.5 系統總體（火用）特性60-62
• 4.6 本章小結62-64
• 第5章 值班火焰甲烷湍流燃燒（火用）特性影響因素分析64-79
• 5.1 燃料流雷諾數變化對（火用）特性影響64-71
• 5.1.1 截面（火用）空間分布特性64-68
• 5.1.2 系統總體（火用）特性68-71
• 5.2 燃料流預混當量比變化對（火用）特性影響71-78
• 5.2.1 截面（火用）空間分布特性71-75
• 5.2.2 系統總體（火用）特性75-78
• 5.3 本章小結78-79
• 結論79-81
• 參考文獻81-85
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文85-87
• 致謝87

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本文編號：1108408