隨著計算機水平的提升,數(shù)值模擬已經(jīng)成為研究煤粉燃燒的一種重要手段。然而,現(xiàn)有的簡化的煤粉燃燒模型預(yù)測精度不高且受人為因素影響嚴重。本文主要目的是開發(fā)適用于煤粉燃燒的高精度亞網(wǎng)格模型和氣相燃燒模型以提高煤粉燃燒預(yù)測精度。本文提出的氣相燃燒模型包括層流/直接模擬和大渦模擬框架下的雙混合分數(shù)小火焰模型,多混合分數(shù)/多入口小火焰模型,多模態(tài)小火焰模型,動態(tài)人工增厚火焰模型,以及用于檢驗驗證的詳細化學(xué)反應(yīng)模型。本文煤粉火焰類別涉及二維對沖層流火焰,三維對沖湍流火焰,交叉射流湍流火焰,伴隨流射流火焰,伴隨流旋流火焰以及近壁面射流火焰等。為了考慮大渦模擬煤粉燃燒中速度和標量脈動對煤粉燃燒特性的影響,本文提出了顆�！八姟彼俣�-標量聯(lián)合概率密度函數(shù)（VSJFDF）模型。為了檢驗驗證VSJFDF模型的可靠性,本文對異丙醇燃料蒸發(fā)過程及實驗室尺度的伴隨流煤粉燃燒過程進行了大渦模擬。模擬結(jié)果和實驗數(shù)據(jù),沒有考慮亞網(wǎng)格脈動（non-VSJFDF）的模擬結(jié)果以及只考慮速度脈動（VFDF）的模擬結(jié)果進行了廣泛的對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比于non-VSJFDF和VFDF模型,VSJFDF模型可以顯著提高熱物性參數(shù)的預(yù)測精... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：250 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 煤粉燃燒研究概況
    1.2 煤粉燃燒子模型發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 蒸發(fā)模型
        1.2.2 揮發(fā)分析出模型
        1.2.3 焦炭反應(yīng)模型
        1.2.4 輻射換熱模型
        1.2.5 氣相燃燒模型
    1.3 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
2 煤粉燃燒數(shù)值模擬方法
    2.1 氣相控制方程
    2.2 固相控制方程
    2.3 兩相耦合源項
    2.4 煤粉燃燒子模型
        2.4.1 揮發(fā)分析出模型
        2.4.2 焦炭反應(yīng)模型
        2.4.3 輻射換熱模型
    2.5 層流煤粉燃燒小火焰模型
        2.5.1 雙混合分數(shù)小火焰模型
        2.5.2 多混合分數(shù)小火焰模型
        2.5.3 多模態(tài)小火焰模型
    2.6 大渦模擬煤粉燃燒小火焰模型
        2.6.1 雙混合分數(shù)小火焰模型
        2.6.2 多入口小火焰模型
        2.6.3 多模態(tài)小火焰模型
    2.7 求解器及離散格式
    2.8 本章小結(jié)
3 速度-標量脈動對煤粉燃燒的影響
    3.1 速度-標量脈動對水分蒸發(fā)的影響
        3.1.1 顆粒“所見”速度-標量聯(lián)合概率密度函數(shù)輸運方程
        3.1.2 蒸發(fā)模型
        3.1.3 計算細節(jié)
        3.1.4 模擬結(jié)果與討論
    3.2 速度-標量脈動對煤粉燃燒的影響
        3.2.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        3.2.2 CRIEPI火焰實驗設(shè)置
        3.2.3 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        3.2.4 射流煤粉計算結(jié)果與討論
    3.3 本章小結(jié)
4 層流煤粉燃燒小火焰模型
    4.1 層流煤粉燃燒雙混合分數(shù)擴散小火焰模型
        4.1.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        4.1.2 煤粉燃燒小火焰數(shù)據(jù)庫
        4.1.3 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        4.1.4 計算結(jié)果與討論
    4.2 層流煤粉燃燒多混合分數(shù)擴散小火焰模型
        4.2.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        4.2.2 煤粉燃燒小火焰庫
        4.2.3 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        4.2.4 計算結(jié)果與討論
    4.3 假設(shè)揮發(fā)分成分和化學(xué)反應(yīng)機理對煤粉燃燒特性的影響
        4.3.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        4.3.2 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        4.3.3 計算結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
5 大渦模擬煤粉燃燒小火焰模型
    5.1 大渦模擬射流煤粉燃燒雙混合分數(shù)小火焰模型
        5.1.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        5.1.2 煤粉燃燒小火焰數(shù)據(jù)庫
        5.1.3 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        5.1.4 計算結(jié)果與討論
        5.1.5 第二屆CBC workshop—CRIEPI目標火焰[5]
    5.2 大渦模擬旋流煤粉燃燒多入口小火焰模型
        5.2.1 IFRF No.1煤粉鍋爐實驗設(shè)置[9]及煤粉燃燒模型細節(jié)
        5.2.2 煤粉燃燒小火焰數(shù)據(jù)庫
        5.2.3 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        5.2.4 計算結(jié)果與討論
    5.3 大渦模擬射流煤粉燃燒多模態(tài)小火焰模型
        5.3.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        5.3.2 煤粉燃燒小火焰數(shù)據(jù)庫
        5.3.3 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        5.3.4 計算結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
6 對沖煤粉火焰燃燒特性及煤粉小火焰模型的改進與檢驗驗證
    6.1 三維層流對沖煤粉火焰燃燒特性
        6.1.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        6.1.2 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        6.1.3 計算結(jié)果與討論
    6.2 煤粉燃燒小火焰模型的改進
    6.3 新的煤粉燃燒小火焰模型與多入口小火焰模型的比較
        6.3.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        6.3.2 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        6.3.3 煤粉燃燒小火焰數(shù)據(jù)庫
        6.3.4 計算結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
7 顆粒直徑及火焰與壁面之間相互作用對小火焰模型的影響
    7.1 煤粉顆粒直徑對小火焰模型的影響
        7.1.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        7.1.2 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        7.1.3 計算結(jié)果與討論
    7.2 火焰與壁面之間相互作用對小火焰模型的影響
        7.2.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
        7.2.2 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
        7.2.3 計算結(jié)果與討論
    7.3 本章小結(jié)
8 小火焰模型在交叉射流煤粉鍋爐上的應(yīng)用
    8.1 煤粉燃燒模型細節(jié)
    8.2 計算設(shè)置及模擬細節(jié)
    8.3 計算結(jié)果與討論
        8.3.1 燃燒特性定性分析
        8.3.2 燃燒特性定量分析
    8.4 本章小結(jié)
9 本文總結(jié)、創(chuàng)新點及展望
    9.1 本文總結(jié)
    9.2 本文創(chuàng)新點
    9.3 工作展望
參考文獻
發(fā)表文章目錄



本文編號：3358123