生物質因其自身可再生性、清潔性和分布廣泛性的優(yōu)點,已經(jīng)越來越受到世界各國的重視。針對我國燃煤鏈條爐環(huán)境污染嚴重的現(xiàn)狀,采用生物質作為燃料對燃煤鏈條爐進行改造或者直接引進新的生物質鏈條爐可以緩解上述問題。在生物質鏈條爐中,床層的燃燒過程最為復雜,但是有關的數(shù)值研究相對較少,因此,本文以生物質床層為研究對象,采用數(shù)值計算的方法對其燃燒過程進行研究。本文首先針對生物質床層復雜的燃燒過程,建立了一維非穩(wěn)態(tài)的燃燒模型進行數(shù)值模擬。該模型基于多孔介質非熱平衡的方法,考慮了燃燒過程中床層高度的下降和顆粒內部非等溫的影響,同時嵌入了燃燒過程中的物理和化學反應,最后利用Fluent結合UDF編程進行數(shù)值求解。模擬得到的床層剩余質量以及床層表面氣體中O2、CO和CO2的體積分數(shù)同實驗數(shù)據(jù)基本吻合,同時也符合層燃燃燒的基本特征,可以驗證計算模型的準確性。其次,本文研究了燃料不同參數(shù)（顆粒大小、堆積密度、水分含量）對床層燃燒過程的影響,結果表明：顆粒粒徑的減小會明顯提高床層平均燃燒速率,縮小氣固兩相的溫差,同時有助于燃燒前期的揮發(fā)分析出速率和焦炭燃燒速率快速上升,縮短床層表面的著火時間；堆積密度的增大會使床層... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１研宄移動床的一維模型??Ｆｉｇ．?１．１?１－Ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｆｏｒ?ｍｏｖｉｎｇ?ｂｅｄ??

２生物質鏈條爐床層燃燒模型的建立與驗證??２．１床層燃燒的物理模型??生物質鏈條爐床層部分的燃燒過程如圖２．１左方所示，爐排沿著順時針方向不斷地??運動，同時帶動著爐排上的燃料自左向右也不斷地移動，而燃料則是從床層左側進行供??給，燃料供給的速度影響著床層的高度。床層在燃燒過程初期所需要的能量主要來源于??床層頂部的爐騰高溫輻射，而燃燒過程所需要的氧氣則是依靠床層底部一次風的供給，??在上述兩個外部因素的作用下，床層表面由于最接近轄射熱源，因此，床層表面的固體??最先經(jīng)歷燃燒的各個過程，包括預熱干燥、揮發(fā)分的析出和燃燒以及焦炭的燃燒。然后，??通過固體間的相互福射以及導熱，下層的固體不斷吸收熱量，提高溫度，也依次經(jīng)歷燃??燒的各個階段，總體上來說，床層是自上向下進行燃燒。??頂部輻射熱源?頂部輻射熱源??隱口?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??—＂＾?ｒＴ＞＞＾?？＿?ＢＴ床層高度下降??３ｒ＝Ｘ（

２．３．２網(wǎng)格劃分??本文采用的是一維計算模型，網(wǎng)格的劃分是將計算區(qū)域沿高度方向平均劃分為１５０??個矩形網(wǎng)格，如圖２．５所示。??■??圖２．?５床層一維網(wǎng)格模型??Ｆｉｇ．?２．５?Ｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｇｒｉｄ?ｍｏｄｅｌ?ｆｏｒ?ｂｅｄ??２．３．３動網(wǎng)格技術??Ｆｌｕｅｎｔ提供了以下幾種網(wǎng)格更新的方法，分別是網(wǎng)格光順（Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）方法、動態(tài)??層（Ｄｙｎａｍｉｃ?Ｌａｙｅｒｉｎｇ）方法和網(wǎng)格重構（Ｒｅｍｅｓｈｉｎｇ）方法。本文采用的網(wǎng)格都為矩形??網(wǎng)格，并且網(wǎng)格的運動只發(fā)生在一個方向上，因此，選用動態(tài)層方法來更新網(wǎng)格的運動，??同時通過ＵＤＦ編程控制運動邊界上網(wǎng)格節(jié)點的運動，來模擬床層在燃燒過程中由于固??相體積的減小引起的床層下降過程。在整個計算過程中，網(wǎng)格的寬度始終保持不變，只??有高度在發(fā)生改變。??動態(tài)層方法是根據(jù)每個時間步長內網(wǎng)格位置的變化量來更新網(wǎng)格的運動，而每層網(wǎng)??格坐標位置的變化量主要受兩方面因素控制：一個是當前層網(wǎng)格高度的變化量，另一個??則是低于當前層網(wǎng)格的所有網(wǎng)格高度的變化量。由于之前假設在整個燃燒過程中，床層??的孔隙率保持不變

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[2]燃煤鏈條鍋爐燃燒的數(shù)值建模及配風與爐拱的優(yōu)化設計[D]. 季俊杰.上海交通大學 2008
[3]城市生活垃圾層狀燃燒過程試驗研究及數(shù)值模擬[D]. 梁立剛.哈爾濱工業(yè)大學 2008

碩士論文
[1]生物質成型燃料燃燒的數(shù)值模擬[D]. 隨晶俠.大連理工大學 2013
[2]層燃爐中生物質燃燒性能的研究[D]. 曾帥.北京交通大學 2011
[3]配風方式對層燃爐燃燒特性影響的試驗研究[D]. 常兵.上海交通大學 2007
[4]層燃式城市固體垃圾焚燒爐床內燃燒過程試驗研究[D]. 郭強.哈爾濱工業(yè)大學 2006
[5]層燃爐排上城市固體垃圾燃燒過程的數(shù)值模擬[D]. 費俊.哈爾濱工業(yè)大學 2006



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