新闻中心

联系方式

地址:河南省郑州市二七区马寨产业集聚区

销售经理15638177798

销售经理13523562058

销售一部0371-55862358

销售二部0371-56761878

销售三部0371-56761879

邮箱:jieganji@126.com

网址:www.jiegankeliji.com

:87260026

当前位置: 网站首页 > 新闻中心 > 行业新闻
行业新闻

生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟

生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟

摘要:对生物质燃烧机出口的湍流流场进行了深入的数值模拟研究。经过对不同旋流强度的旋转射流的计算,比较了对目前应用较多的尼玉模型、重正化群(RN G)的k-X模型及雷诺应力模型在实际求解中的优劣o在弱旋气相流动时,RN G后鬟漠型可以满足工程上的精度需求。在强旋流动中,基于“有效粘性”的各个模型的计算结果和实验相差很远,只有采用雷诺应力模型才能得到较为满意的结果。

    太部分的实际燃烧过程都伴随着气体湍流流动,因此研究气体湍流流动是研究湍流燃烧过程必不可少的内容。燃烧器是火力发电厂中燃烧系统的核心部件生物质燃烧机因为能够形成中心回流区,卷吸高温烟气,促进煤粉的着火等特点,在工程上已经得到了广泛的应用。为了揭示气流流经生物质燃烧机数值模拟和实验研究后的湍流流动特性。本文对殴W公司的双调风旋流燃烧器出口附近区域的冷态流场进行了数值模拟试验研究针对目前应用较多的k式馍型重正比群( RN G)的k-XY~型及雷诺应力模型,经过对不同旋流强度的旋转射流的计算。比较了它们在实际求解中的优劣。第1期倪建民,等:生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟

1物理模型

    本文在计算弱旋流动时采用了参考文献[1所采用的模型,计算强旋流动时采用的是殴W公司的双调风生物质燃烧机( DRB-Dual Register Bruner),其示意如图1,采用了部分均匀网络,中心回流区附近的网格较其它区域密。弱旋流动计算区域参见参考文献[1];强旋流动计算区域参见参考文献[2]

    作者通过计算比较了RNG k-Xt~型和标准的尼3模型在模拟弱旋流动时的区别(算工况和实验数据来自参考文献[1]l图2表示的分别是在4个截面上的气体轴向速度(U)和切向速度(W)的分X为截面到燃烧器出口的距离可以看出:RN G尼3模型和标准的k鬟馍型计算得到的结果和实验结果都符合得较好。主要的区别在于:

    (1)在中心回流区附近,RNG k-X模型计算的轴向速度比标准后3模型计算的结果要更加符合实验值。标准k3模型计算得到的中心回流区比实际的要短:在中心回流区外的区域,2个模型对轴向速度的计算精确度区别不大

    (2)在计算切向速度的时候,RN Gk-X模型比标准尼鬟模型优越

    不过,标准后3模型计算结果也已经可以满足工程上的需求了。因为弱旋湍流动的各向异性不是特别明显o所以,可以用基于“有效粘度”的各种模来计算这一类的湍流流动。从图3可以很明显看出:

RN Gk-X模型和RSM模型之间的区剔,由于雷诺应力模型考虑了湍流脉动的各向异性。所以其计算结果比基于“有效粘度”的RN Gk-Xt~型要更加准确此外,在具体的计算的时候。雷诺应力往往比基于尼Ⅸ双方程的各个模型不容易收敛。对计算机容量和速度的要求也很高经过作者具体的计算比较发现:对同一个工况。当用雷诺应力模型计算的时候,计算到相同精度收敛所需要的时间往往是RNG尼j模型的几倍甚至十几倍这也是RSM模型至今没有得到更加广泛应用的一个重要原因。

    图4给出的是BW双调风生物质燃烧机f实验    相比与实验的差别也要大得多。  RNG后闽莫型计算数据来自参考文献[2])强旋流动时的4个速度分布    的切向速度在Y>0.2m时的值也和实际差别较大图,旋流数S=3.4可见,用RNGk3模型计算的时    因而,在相同的初始条件和边界条件下,RSM模型候,结果和实际情况有较大的出入。在X= 50mm截    预报的结果比RNG k-XtR型要好得多。可以从强旋面上。当Y>Q 2时。RNG后Ⅸ馍型计算的轴向速度    湍流的特点来分析产生上述差异的原因:已经开始明显的偏离实际情况在X= 250mm截面    (1)在强旋流动中,由于轴线上有逆向的压力上,RNG kj摸型在计算轴向速度时和RSM模型    梯度存在,并且不能被正向的流动所克服,从而会得第1期倪建民,等:生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟。

4结论

    在计算弱旋湍流流动的时候,完全可以应用RN Gk-X模型,而不用精度高但是计算量大很多的雷诺应力模型o对于强旋的湍流。用基于“有效粘度”的k-XXX方程模型是不能满足要求的。即使经过修正的k-X模型,也不能够很好地反映出湍流脉动各向异性的特性,必须使用雷诺应力模型

更多
点击次数:  更新时间:2018-01-13 20:22:32  【打印此页】  【关闭