值班火焰甲烷湍流燃燒過程_特性研究.pdf

1、熱力系統(tǒng)（火用）分析方法廣泛地應(yīng)用于電站鍋爐、換熱器、發(fā)動(dòng)機(jī)等用能設(shè)備中，為提高能量系統(tǒng)的利用率、減少燃料的損失提供理論基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的（火用）分析方法只能指出系統(tǒng)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(duì)性地根據(jù)（火用）特性對(duì)熱力過程進(jìn)行優(yōu)化。
　　本文基于非平衡態(tài)熱力學(xué)理論，結(jié)合數(shù)值模擬方法，整理了局部（火用）及局部（火用）損失計(jì)算理論，對(duì)值班火焰甲烷湍流燃燒系統(tǒng)進(jìn)行局部和總體的（火用）

2、特性分析，并研究該火焰參數(shù)變化對(duì)（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(nèi)容如下：
　　對(duì)基于悉尼值班火焰燃燒器的甲烷湍流燃燒Flame D火焰實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬。結(jié)果表明，火焰的模擬與實(shí)驗(yàn)趨勢(shì)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(jù)基本假設(shè)，對(duì)局部（火用）及（火用）損失進(jìn)行分類，從理論上分析了局部（火用）隨時(shí)間變化過程中的輸運(yùn)和轉(zhuǎn)化規(guī)律。

3、r>　　基于局部（火用）及（火用）損失理論，利用數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，計(jì)算并分析了Flame D火焰的（火用）特性。分析表明，化學(xué)（火用）控制區(qū)和熱（火用）控制區(qū)交界面上產(chǎn)生劇烈的燃燒、傳熱和傳質(zhì)過程?；瘜W(xué)反應(yīng)（火用）損失控制區(qū)周圍形成傳熱（火用）損失控制區(qū)。從計(jì)算域入口到出口，截面化學(xué)（火用）、機(jī)械（火用）和總（火用）逐漸減?。唤孛鏌幔ɑ鹩茫┖突瘜W(xué)反應(yīng)（火用）損失先增大后減小。從（火用）損失量的觀點(diǎn)來看，在（火用）的輸運(yùn)和轉(zhuǎn)化過程中，傳熱是（

4、火用）損失的最主要因素，化學(xué)反應(yīng)次之，粘性耗散和擴(kuò)散傳質(zhì)影響可以忽略不計(jì)。（火用）轉(zhuǎn)化的總趨勢(shì)為化學(xué)（火用）和機(jī)械（火用）向熱（火用）的轉(zhuǎn)化。
　　分析燃料流雷諾數(shù)和預(yù)混當(dāng)量比變化對(duì)（火用）特性的影響。隨著雷諾數(shù)的增加，沿流動(dòng)方向同一截面各（火用）及（火用）損失都增大，而系統(tǒng)熱（火用）效率、總（火用）效率、傳熱和化學(xué)反應(yīng)（火用）損失比例的影響甚微，傳熱（火用）損失在數(shù)量上對(duì)總（火用）損失起到支配作用。隨著預(yù)混當(dāng)量比的提高，沿流動(dòng)方

5、向同一截面熱（火用）、化學(xué)（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(shù)量上對(duì)總（火用）損失起到支配作用。
　　綜合（火用）特性分析結(jié)果表明，可燃盡系統(tǒng)中，化學(xué)反應(yīng)在空間的合理分布可以調(diào)整局部傳熱（火用）損失的空間分布，使得系統(tǒng)總體的傳熱（火用）損失減小，從而讓系統(tǒng)整體的熱（火用）效率和總（火用）效率最佳。對(duì)于復(fù)雜熱力系統(tǒng)，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)