發(fā)布時間：2020-11-05 23:40

　　 本文針對我國自主研發(fā)的某重型燃氣輪機的燃燒室進行三維數值模擬,研究不同化學反應機理對燃燒室內的流動特性和出口污染物排放的影響。利用Pro-E軟件對燃燒室進行實體建模,采用Gambit軟件生成網格。在化學反應劇烈的主燃區(qū),以及物性變化較大的空氣入口處采用了較細的網格,網格總數為36萬,并進行了網格質量的檢驗。建立的數學模型包括質量守恒方程、動量守恒方程、能量守恒方程,以及描述湍流和燃燒的模型。計算基于Standard k-ε湍流模型,EDC湍流燃燒模型,輻射方程用DO模型求解,壓力和速度的耦合選用SIMPLE算法來求解。首先,使用Fluent自帶的Methane–air單步化學反應機理,計算相對功率為0.7時燃燒室內的流動、傳熱和燃燒,并將計算結果與實驗值進行對比,結果表明:燃燒室中速度場、溫度場、反應物、生成物的分布均能較好的反映出該型燃氣輪機燃燒室的實際燃燒情況,計算得到的出口溫度分布與實驗值吻合較好。然后,采用甲烷燃料的5種機理(簡化機理DRM19、DRM22、詳細化學反應機理GRI1.2、GRI2.11、GRI3.0)研究燃燒室內的燃燒特性和污染物CO和NOx的排放,并與單步機理模擬結果進行對比。結果表明:單步反應機理預測的軸向中心截面的最高溫度、最大速度大約分別為2500K,120m/s,均高于簡化機理和詳細機理的預測值;單步機理預測的火焰有靠近噴嘴;但簡化機理和詳細機理相比,二者預測的溫度場與流場相差不大,生成物和中間組分分布也相差很小;六種機理預測出口溫度品質較差;六種機理預測的NOx濃度嚴重超出該型燃機的設計標準,但詳細化學反應機理GRI3.0預測的NOx的濃度最小,為116.53mg/m~3,符合該燃機的實驗值;除單步機理外,其他五種機理預測的CO濃度也嚴重超標,化學反應機理對CO濃度的預測影響不大。
【學位單位】：沈陽工程學院
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TK471
【部分圖文】：

高冷氣利用率[47]。GE公司和西門子公司都采取旋流器和噴嘴合二為一的設計，如圖1.1所示，這樣先進的燃燒室設計跟以前的旋流器和噴嘴分離的設計相比，具有燃料與空氣混合的均勻性高、火焰的熱點溫度低等優(yōu)勢，同時，此項技術也可大幅度提高火焰的穩(wěn)定性。圖 1.1 三菱的 V Nozzle 燃料噴嘴Fig.1.1 V Nozzle of Mitsubishi

圖 1.2 旋流器結構Fig.1.2 Swirler structure業(yè)實踐，對燃氣輪機運行又有了更加清楚x 排放標準，對后續(xù)的數值模擬工作不僅調研，發(fā)現 NOx 排放還是困擾問題，特常，電廠的處理辦法是采用煙氣脫硝的方了設備的投資費用，導致經濟性降低，因，因此燃燒優(yōu)化變得尤為重要，特別是采規(guī)律，對知道燃氣輪機燃燒室的優(yōu)化設計與方法的方法，使用不同的化學反應機理，對某值計算。并將得到的結果與試驗值以及前本文具體研究方法：

散坐標輻射(DO)模型。由于 DO 模型O 模型。：方向向量； ：散射方向向量；s數； ：Stefan-Boltzmann 常數( 向)；t：當地溫度； ：相位函數中，由空間角離散而成的立體角 個立體角。 和 分別為極角和不變的。由于對稱，在二維中，只需 8 個方向，如圖 2.1 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2872358