本文所采用的燃燒系統(tǒng)模型如圖3.1所示。煙氣自循環(huán)燃燒器主要由回流管、混合室和擴壓段三部分組成。空氣預(yù)熱器換熱生成的高溫助燃空氣經(jīng)空氣噴管噴入，空氣射流使引射器尾部產(chǎn)生負壓，引射爐內(nèi)煙氣進入回流通道，空氣與煙氣混合后經(jīng)引射器漸擴口噴入爐膛，中心管為燃氣噴管，燃燒器后為爐膛及煙道部分。爐膛為長0.8m,內(nèi)徑為0.36m的圓柱形。

本文對燃燒系統(tǒng)模型進行了簡化，把八個空氣噴管簡化成一個環(huán)形噴管，煙氣回流通道轉(zhuǎn)化成規(guī)則的環(huán)形通道。在Gambit中畫出模型并生成結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，如圖3.2所示，為了更好的分析氣流的流動特性，根據(jù)氣流流向在速度較大的區(qū)域?qū)W(wǎng)格進行加密處理，并采用fluent軟件進行二維數(shù)值模擬。

丙烷與空氣的四步反應(yīng)機理如式2.16所示;燃燒反應(yīng)為擴散燃燒，采用基于概率密度函數(shù)(PDF)的p函數(shù)形式的燃燒模型;采用標(biāo)準k-。雙方程湍流模型來模擬爐內(nèi)氣體的湍流流動特性;輻射特性采用離散坐標(biāo)(DO)輻射模型計算，DO輻射模型廣泛適用于半透明介質(zhì)和灰體輻射，并且還考慮了顆粒的影響;NO的生成只考慮了熱力型NOx和快速型NOx，其生成機理采用擴展的Zeldovich模型。數(shù)值模擬中所采

用的PDF燃燒模型，標(biāo)準k-。雙方程湍流模型，離散坐標(biāo)(DO)輻射模型的表達式詳見第二章介紹。

空氣和燃料進口設(shè)為速度入口邊界條件，燃燒室出口為壓力出口邊界條件。燃燒器壁面和爐膛壁面的速度邊界條件均為粘性壁面邊界條件，即Ub=0;溫度邊界條件分別為:燃燒器壁面設(shè)定為絕熱邊界條件，即q=0，爐膛壁面為恒定熱流邊界條件，q=-3600w/m2，以壁面的散熱模擬加熱爐中工件的吸熱。

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