微型圓管結(jié)構(gòu)對(duì)火焰?zhèn)鞑ヒ种谱饔玫臄?shù)值模擬.pdf

1、火焰在微型通道內(nèi)的傳播與淬熄規(guī)律，是安全技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要課題。為了發(fā)展和完善微型通道內(nèi)火焰?zhèn)鞑ヅc淬熄的學(xué)術(shù)研究，本文通過數(shù)值模擬對(duì)微型圓管內(nèi)預(yù)混火焰的淬熄規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究。 基于均相反應(yīng)流時(shí)均方程組、κ-ε湍流模型和EBU-Arrhenius燃燒模型，建立了均相湍流燃燒流動(dòng)的理論模型。利用SIMPLEC算法，采用FLUENT軟件對(duì)微型圓管內(nèi)預(yù)混火焰的傳播與淬熄情況進(jìn)行了二維空間的數(shù)值模擬。 首先應(yīng)用上述數(shù)

2、學(xué)模型對(duì)60目多層絲網(wǎng)內(nèi)的丙烷-空氣預(yù)混火焰的傳播過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了比較。計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好，從而證明了應(yīng)用上述數(shù)學(xué)模型模擬微型通道內(nèi)預(yù)混火焰的傳播過程具有合理性。 建立了微型圓管的幾何模型并進(jìn)行了網(wǎng)格獨(dú)立性分析。 通過對(duì)微型圓管內(nèi)預(yù)混火焰的傳播過程的數(shù)值模擬，得出以下主要結(jié)論： (1)預(yù)混火焰在微型圓管中的傳播具有三種情況：火焰不能通過、火焰滯留后不能通過和火焰滯留后通過。用化學(xué)反應(yīng)

3、速率和溫度分布隨時(shí)間的變化情況詳細(xì)描述了預(yù)混火焰在微型圓管中傳播的三種情況。并認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量沒有及時(shí)被壁面吸收是火焰出現(xiàn)滯留現(xiàn)象的原因。 (2)得出了火焰速度、微管管徑、預(yù)混氣的初始溫度與淬熄距離之間的關(guān)系?；鹧嫠俣仍礁?、微管管徑越大、預(yù)混氣的初始溫度越高，相應(yīng)的淬熄距離越長(zhǎng)，淬熄越困難。 (3)通過對(duì)丙烷-空氣、甲烷-空氣和乙炔空氣預(yù)混火焰的淬熄性能的比較，發(fā)現(xiàn)同等條件下，反應(yīng)活性越高，相應(yīng)的淬熄距離越長(zhǎng)，

4、淬熄越困難。 (4)對(duì)微型圓管與平板狹縫的淬熄性能進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)同等條件下，微型圓管散熱面積比平板狹縫大，因而淬熄性能優(yōu)于平板狹縫。 (5)在分析了大量數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了火焰速度、微管管徑、預(yù)混氣初始溫度與淬熄距離之間關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。 Lq+0.7/D-0.2·V0/V+50·Tq/Tini+Ta=C 經(jīng)驗(yàn)公式與計(jì)算值吻合良好，因而該經(jīng)驗(yàn)公式適用于描述微型圓管內(nèi)預(yù)混火焰的淬熄規(guī)律。