二維碳棒燃燒的格子Boltzmann數(shù)值模擬.pdf

1、碳或煤粉的燃燒廣泛存在于自然界及工程運(yùn)用中，煤作為我國(guó)最為主要的一次能源，研究其主要組成成分碳的燃燒具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用格子Boltzmann方法（LB）并使用MPI并行算法全解析模擬了單個(gè)碳棒以及多組碳棒在各個(gè)工況中的燃燒情況，研究了各種因素對(duì)燃燒速率的影響以及多碳棒流場(chǎng)擾動(dòng)對(duì)燃燒的影響。本文在處理氣固兩相燃燒時(shí)采用He等人的思想，將邊界化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散方程聯(lián)系起來(lái)，從而將化學(xué)反應(yīng)以擴(kuò)散的方式實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先對(duì)單個(gè)碳

2、棒的燃燒進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了來(lái)流溫度、雷諾數(shù)（來(lái)流速度）、氧濃度以及燃燒氣氛（空氣、富氧）對(duì)燃燒速率的影響。結(jié)果顯示，來(lái)流溫度越高，碳棒的燃燒速率反而減小，這主要是由于顆粒附近氧濃度減小而造成的；其次是碳燃燒速率隨雷諾數(shù)的增大而增大；氧氣濃度對(duì)碳的燃燒速率也有很大的的影響，圖像顯示燃燒速率與氧濃度呈線性關(guān)系；碳棒分別在N2及CO2氣氛中燃燒的結(jié)果顯示，當(dāng)來(lái)流氣體中氧濃度較高時(shí)（大于0.08），N2氣氛下碳的燃燒速率高于CO2氣氛下碳的