检索结果-南通市图书馆

作者：董涛郑州大学

学位级别：硕士

粉煤气化技术在化工生产中应用广泛。粉煤气化炉作为粉煤气化技术的核心装备,其性能是粉煤气化技术成功的关键,因此对气化炉的流场和气化性能进行研究具有重要意义。本文采用Fluent计算软件,对包含双通道喷嘴的典型粉煤气化炉进行了三... 详细信息

粉煤气化技术在化工生产中应用广泛。粉煤气化炉作为粉煤气化技术的核心装备,其性能是粉煤气化技术成功的关键,因此对气化炉的流场和气化性能进行研究具有重要意义。本文采用Fluent计算软件,对包含双通道喷嘴的典型粉煤气化炉进行了三维冷态和热态的数值模拟,主要结论为:(1)气相湍流采用Realizable k-ε模型,离散相煤粒采用DPM模型,对气化炉进行三维冷态数值模拟。模拟得出,煤粒轨迹受气相流场影响显著。煤粒的平均停留时间为5.55s,最小停留时间为2.39s,标准差为2.81s。中心进口速度、外环进口速度增大使炉内平均湍动能及平均湍流强度增大,但煤粒的平均停留时间、最小停留时间和标准差减小。仅增大外环进口速度,使中心轴线上湍流强度和湍动能最大值减小,且最大值位置从距离进口0.15m处推移到0.30m。(2)针对复杂的煤气化反应,建立了简化煤气化反应机理。通过采用简化煤气化反应机理,气相化学反应采用有限速率/涡耗散模型,异相化学反应采用多表面反应模型,离散相煤粒采用DPM模型,对气化炉进行三维热态数值模拟。通过考核,发现采用Realizable k-ε湍流模型,two competing rates脱挥发分模型和简化挥发分成分处理方法的模拟值与实验值吻合,模拟值相对实验值的CO、H、CO、HO摩尔分数和碳转化率的误差分别为9.65%、-4.62%、-6.25%、-1.11%和0.99%。气化炉射流顶端和外围温度较高,最高温度约为2400K,射流中心区温度最低。气化炉射流区和回流区中的CO和HO摩尔分数较高,而有效气体CO和H的摩尔分数较低。在距离喷嘴1.5m处,各组分摩尔分数接近稳定,其中出口处CO摩尔分数为0.322,H摩尔分数为0.17,CO摩尔分数为0.159,HO摩尔分数为0.259,有效气(CO+H)摩尔分数为0.492。煤粒在射流区和回流区较为密集,煤粒的平均停留时间为0.79s,最小停留时间为0.30s,标准差为0.52s,碳转化率为82.81%。(3)随着氧煤比增大,气化炉出口有效气(CO+H)摩尔分数降低,而碳转化率先增大后减小,碳转化率在氧煤比为1.0时最大,为84.3%,此时,出口有效气摩尔分数为0.456。增大汽煤比、负荷比和煤粒直径,气化炉出口有效气摩尔分数和碳转化率降低。当CO替代N2作为载气,气化炉出口有效气摩尔分数提升2%左右。气化剂配比中CO质量分数增大,出口有效气摩尔分数增大,碳转化率先增大后减小,在CO质量分数为40%时最佳。(4)综合考虑出口有效气(CO+H)摩尔分数和碳转化率,选择气化炉最佳的轴向扩展长径比为8.85。径向扩展长径比从9.85减小到5.85,碳转化率从77.4%增大到94.4%,出口有效气摩尔分数从0.461增大到0.567。

关键词：粉煤气化炉有限速率/涡耗散模型 DPM模型数值模拟反应机理

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乙烯裂解炉及燃烧器喷嘴的CFD模拟研究

乙烯裂解炉及燃烧器喷嘴的CFD模拟研究

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作者：贾燕子天津大学

学位级别：硕士

裂解炉是乙烯生产装置的核心部分,燃烧器产生热量,是裂解炉的最重要组成部分。通过计算机技术建立数学模型,采用数值计算方法模拟裂解炉内所发生的各种过程,可以在少量的实验基础上获得大量的数据,为提高裂解技术提供必要的信息。本文... 详细信息

裂解炉是乙烯生产装置的核心部分,燃烧器产生热量,是裂解炉的最重要组成部分。通过计算机技术建立数学模型,采用数值计算方法模拟裂解炉内所发生的各种过程,可以在少量的实验基础上获得大量的数据,为提高裂解技术提供必要的信息。本文按照从简单到复杂的规律开展研究,选择单个喷嘴为研究对象,以GAMBIT和FLUENT软件为平台,结合实际工业过程,选取适当的数学模型来描述计算域内所发生的燃料燃烧、烟气流动等过程和组分分布。首先采用GAMBIT软件建立计算域几何模型,并对计算域进行网格划分,建立数学模型,选择离散化方法。之后,在忽略辐射传热的前提下,应用FLUENT计算软件进行求解,分别采用ED模型、EDC模型、有限速率/涡耗散模型、非预混燃烧模型和组分PDF输运模型进行计算,对这五种燃烧模型的数值模拟结果进行对比分析,得出最适合于实际情况的燃烧模型为有限速率/涡耗散模型。选定燃烧模型后,本文考查了速度和计算域对燃烧结果的影响。采用有限速率/涡耗散燃烧模型,忽略辐射传热,考察了不同的燃料气进口速度(50m/s、100m/s、200m/s、300m/s及409m/s)对燃烧结果的影响;同时,把计算域沿X方向各向左右延伸0.5m,考查了计算域对燃烧结果的影响。最后,结合实际工业条件,选取两种比较适合本文工业条件的辐射模型,即:P-1辐射模型和DO辐射模型,考察辐射对燃烧结果的影响。对所得结果进行比较分析表明:虽然湍流反应速率仍为主要影响因素,但是加入辐射模型后,化学反应和辐射间的相互作用变得重要了,而且对于不同的辐射模型有不同的地位和作用。

关键词：乙烯裂解炉喷嘴计算流体力学燃烧模型辐射模型有限速率/涡耗散模型

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HIFiRE2超燃冲压发动机燃烧流场三维CFD模拟

HIFiRE2超燃冲压发动机燃烧流场三维CFD模拟

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第九届全国流体力学学术会议

作者：田增冬谭伟伟梁益华中航工业西安航空计算技术研究所

以HIFiRE2超燃发动机试验为研究对象,分别对冷流和燃烧工况进行了三维CFD数值模拟。冷流工况采用Menter BSLκ-ω和Menter SSTκ-ω湍流模型计算得到的壁面压力差别较大,其中Menter BSLκ-ω与试验结果吻合较好;结合有限速率/涡耗散模型... 详细信息

以HIFiRE2超燃发动机试验为研究对象,分别对冷流和燃烧工况进行了三维CFD数值模拟。冷流工况采用Menter BSLκ-ω和Menter SSTκ-ω湍流模型计算得到的壁面压力差别较大,其中Menter BSLκ-ω与试验结果吻合较好;结合有限速率/涡耗散模型(Finite Rate/Eddy DissipationModel),采用不同的湍流模型计算的涡粘性差别很大,严重影响着分离涡的大小、碳氢燃料与空气的掺混、燃烧起始位置以及燃烧范围,其中Menter BSLκ-ω湍流模型预测的壁面压力分布与试验结果吻合较好,燃烧效率更高,因此推荐采用Menter BSLκ-ω湍流模型预测HIFiRE2直连式超燃冲压发动机。

关键词： HIFiRE2 CFD 湍流模型有限速率/涡耗散模型

来源： cnki会议评论

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气流床气化炉数值模拟中化学反应模型的对比

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化工管理 2015年第17期 78-78页

作者：杨晋芳于清航煤炭科学研究技术研究院有限公司节能工程技术研究分院北京100013

气流床气化的数值模拟及准确预测对工业生产有重要的指导意义。本文将两种化学反应模型,即有限速率/涡耗散模型与涡耗散概念模型,分别对气流床气化进行模拟分析,通过比较分析得出结论,涡耗散概念模型在模拟气流床气化上优于有限速率/涡... 详细信息

气流床气化的数值模拟及准确预测对工业生产有重要的指导意义。本文将两种化学反应模型,即有限速率/涡耗散模型与涡耗散概念模型,分别对气流床气化进行模拟分析,通过比较分析得出结论,涡耗散概念模型在模拟气流床气化上优于有限速率/涡耗散模型。

关键词：有限速率/涡耗散模型涡耗散概念模型气流床气化数值模拟

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