濃淡旋流煤粉燃燒器的數(shù)值模擬與改進.pdf

1、旋流煤粉燃燒器因為能夠形成較大的中心回流區(qū),卷吸高溫煙氣,促進煤粉的著火和穩(wěn)燃,在工程上得到了廣泛的應用。燃燒器內(nèi)發(fā)生著多相流、燃料分解、燃燒等復雜的物理化學過程。隨著計算機軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,以計算流體動力學為理論基礎(chǔ)的數(shù)值模擬技術(shù)迅速發(fā)展和成熟,對于流動、傳熱、燃燒、化學反應、多相流等問題的高精度數(shù)值預測使其在越來越多的工程中得到推廣和應用。
　　本文采用計算流體力學軟件Fluent中的Realizable k-ε模型研究了

2、在冷態(tài)工況下風道的風量分配,二次旋流風的旋流強度和位置對回流區(qū)的分布、形狀及其大小的影響,總結(jié)其規(guī)律,從而達到在理論上指導燃燒器結(jié)構(gòu)改進的目的。研究表明,旋流燃燒器存在較強的回流,二次旋流風的卷吸牽引作用較為明顯,一次旋流風與二次旋流風得到及時的混合,在混合處湍動較為劇烈。由于旋流風的擴展特性,一、二次風在混合之后向燃燒器的外端擴展,燃燒器的軸線附近出現(xiàn)較強的回流,但同時也造成噴火口沿徑向方向上的速度差異過大。差異過大容易引起火焰的偏移

3、甚至分叉等問題。
　　在實際運行中,為保證火焰的推力均勻,往往采取增大一次風量的辦法,結(jié)果使得燃燒不夠穩(wěn)定,模擬結(jié)果與這些現(xiàn)象得到了吻合。在對燃燒器的熱態(tài)模擬中,采用離散相模型中的拉格朗日隨機軌道模型和非預混燃燒模型,探明煤粉顆粒的濃淡分離的機理和運動特點,并對流場、氧氣濃度場和溫度場等進行分析。研究表明起到濃淡分離途徑是通過一次風道的斜面碰撞反射,顆粒濃相在內(nèi)側(cè),進入膛體后主要分布在燃燒器接近壁面的區(qū)域附近。適當增大擴錐的角度有