fluent燃烧简介

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FLUENT燃烧简介FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。

然而,需要注意的是:你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。

FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示:图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型1.1.1 气相燃烧模型一般的有限速率形式(Magnussen模型)守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数)层流火焰面模型(Laminar flamelet model)Zimount 模型1.1.2 离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧1.1.3 热辐射模型DTRM,P-1,Rosseland 和Discrete Ordinates 模型1.1.4 污染物模型NOx模型,烟(Smoot)模型2.1气相燃烧模型·在FLUENT中,针对不同的燃烧现象,采用了不同的化学动力学处理手段,以减少计算成本,如下:有限速率燃烧模型---预混、部分预混和扩散燃烧混合分数方法(平衡化学的PDF模型和非平衡化学的层流火焰面模型)---扩散燃烧反应进度方法(Zimont模型)---预混燃烧混合物分数和反应进度方法的结合---部分预混燃烧2.2.1 有限速率模型化学反应过程一般采用总包机理(即简化化学反应,如单步反应)进行描述。

求解积分的输运方程,得到每种组分的时均质量分数值,如下:-----(1)其中组分j的反应源项为所有反应K个反应中,组分j的净生成速率:-----(2)-----(3)计算所需参数包括:1、组分及其热力学参数值;2、反应及其速率常数值。

有限速率模型的有缺点:优点:适用于预混、部分预混和扩散燃烧,简单直观;缺点:当混合时间尺度和反应时间尺度相当时缺乏真实性,难以解决化学反应与湍流的耦合问题,难以预测反应的中间组分,模型常数具有不确定性。

fluent燃烧模型点火机理

fluent燃烧模型点火机理

fluent燃烧模型点火机理
在 Fluent 燃烧模型中,点火机理(Ignition Mechanism)是一种用于描述燃料在一定条件下发生化学反应并点燃的过程的模型。

该模型主要考虑了燃料、氧气和点火源之间的相互作用,以及它们如何影响火焰的传播和燃烧过程。

具体来说,点火机理主要关注以下几个方面的因素:
1.燃料和氧气混合物的化学性质:包括燃料的类型、氧气的浓度和温度等。

这些因素决定了混合物在受到点火源作用时是否能够被点燃。

2.点火源的性质:点火源的能量、温度和持续时间等都会影响燃料的点燃过
程。

不同的点火源会产生不同的点燃效果。

3.火焰传播速度:火焰传播速度是描述火焰在燃料和氧气混合物中传播的快
慢的参数。

它是衡量燃烧反应速度的重要指标之一。

基于这些因素,Fluent 燃烧模型可以通过不同的算法和模型来模拟燃料的点燃过程。

这些算法和模型可以模拟火焰在混合物中的传播,预测火焰的形状、位置和温度分布等,以及模拟燃烧过程中产生的各种化学反应和热量传递等。

总的来说,Fluent 燃烧模型的点火机理是一个复杂的模型,需要考虑多个因素和参数,以准确地模拟燃料的点燃过程。

这些模型和方法可以为燃烧设备的设计、优化和改进提供重要的指导和参考。

fluent甲烷燃烧例子

fluent甲烷燃烧例子

fluent甲烷燃烧例子介绍甲烷是一种常见的天然气,也是一种重要的燃料。

在工业和家庭中,甲烷常被用于加热、烹饪和发电等用途。

了解甲烷的燃烧过程对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。

Fluent是一种流体动力学软件,可以用于模拟和分析各种流体流动和燃烧过程。

在本文中,我们将使用Fluent来模拟甲烷的燃烧过程,并通过一个具体的例子来探讨甲烷燃烧的特点和影响因素。

模拟设置在Fluent中,我们需要提供一些基本参数来定义模拟场景。

对于甲烷燃烧例子,我们可以假设一个封闭的燃烧室,其中包含甲烷和空气。

具体的模拟设置包括:1.定义几何形状:燃烧室的几何形状可以是简单的长方体或圆柱体,具体大小和比例可以根据实际情况进行设定。

2.设定边界条件:燃烧室的各个边界需要定义不同的条件,例如进口边界可以设定为甲烷和空气的混合物,出口边界可以设定为燃烧产物的组合。

3.确定初始条件:模拟开始时,需要给定燃烧室内各个区域的初始温度、压力和组分分布等信息。

4.定义物理模型:在模拟中,需要选择适当的物理模型来描述甲烷的燃烧过程,例如湍流模型、燃烧模型等。

燃烧过程甲烷的燃烧过程可以简化为以下几个步骤:1.混合:甲烷和空气在燃烧室中混合,形成可燃混合物。

混合过程中需要考虑气体的扩散和对流等因素。

2.点火:在适当的条件下,混合物中的甲烷可以被点火,引发燃烧反应。

点火过程需要考虑点火源的位置和能量等因素。

3.燃烧:点火后,甲烷开始燃烧,产生燃烧产物和释放能量。

燃烧过程需要考虑燃烧速率、温度分布等因素。

4.燃烧产物:甲烷燃烧的主要产物包括二氧化碳、水蒸气和一氧化碳等。

燃烧产物的生成和分布对环境和能源利用具有重要影响。

影响因素甲烷的燃烧过程受到多种因素的影响,下面列举了一些主要的影响因素:1.温度:燃烧温度是影响燃烧速率和产物生成的重要因素。

较高的温度可以促进燃烧反应,但过高的温度会导致产物生成的变化。

2.氧气浓度:氧气是燃烧的必要条件,较高的氧气浓度可以提高燃烧速率。

Fluent燃烧模型

Fluent燃烧模型
The Rosseland Model
Rosseland模型是最为简化的辐射模型,只能应用于大尺度辐射计算。其优点是速度最快,需要内存最少。
Discrete Ordinates (DO) Model
DO模型是所有四种模型是最为复杂的辐射模型,从小尺度到大尺度辐射计算都适用,且可计算非-灰度辐射和散射效应,但需要较大计算量。
三、污染模型
NOx模拟
Fluent软件提供了三种NOx形成的模型:Thermal NOx、Prompt NOx和Fuel NOx形成模型。从而可以模拟绝大多数情况下的NOx生成问题。
烟尘模型(Soot Model)
Fluent软件可以考虑单步和两步的烟尘生成问题。烟尘的燃烧由有限速率模型模拟,并考虑了烟尘对辐射吸收的影响。
应用领域:该模型应用于非预混燃烧(湍流扩散火焰),可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。
非平衡反应模型
层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展,从而用来模拟非平衡火焰燃烧。在模拟富油一侧的火焰时,典型的平衡火焰假设失效。该模型可以模拟形成Nox的中间产物。
FLUENT软件的燃烧模型介绍
Fluent软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。下面对Fluent软件的燃烧模型作一简单介绍:
二、分散相燃烧模型
除了可以模拟各种气相燃烧问题以外,FLUENT5还提供了模拟分散相燃烧问题(液体燃料燃烧、喷射燃烧、固体颗粒燃烧等)的燃烧模型:

Fluent燃烧模型

Fluent燃烧模型
二、分散相燃烧模型
除了可以模拟各种气相燃烧问题以外,FLUENT5还提供了模拟分散相燃烧问题(液体燃料燃烧、喷射燃烧、固体颗粒燃烧等)的燃烧模型:
在拉格朗日坐标下,模拟分散相(包括固体颗粒/油滴/气泡等)在瞬态和稳态下的运动轨迹
多种球形和非球形粒子的曳力规律
线性分布或Rosin-Rammler方程的粒子大小分布
三、污染模型
NOx模拟
Fluent软件提供了三种NOx形成的模型:Thermal NOx、Prompt NOx和Fuel NOx形成模型。从而可以模拟绝大多数情况下的NOx生成问题。
烟尘模型(Soot Model)
Fluent软件可以考虑单步和两步的烟尘生成问题。烟尘的燃烧由有限速率模型模拟,并考虑了烟尘对辐射吸收的影响。
连续相的湍流效应对粒子传播的影响
分散相的加热/冷却
液滴的汽化和蒸发
燃烧粒子,包括油滴的挥发过程和焦碳的燃烧
连续相与分散相的耦合
模拟油滴在湍流的影响而产生的扩散效应时,FLUENT可以采用粒子云模型和随机轨道模型。
随机轨道模型
该模型利用离散的随机跟踪法模拟瞬态湍流速度脉动对粒子轨迹的影响。
应用领域:该模型应用于非预混燃烧(湍流扩散火焰),可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。
非平衡反应模型
层流火焰模型是混合组分/PDF模型的进一步发展,从而用来模拟非平衡火焰燃烧。在模拟富油一侧的火焰时,典型的平衡火焰假设失效。该模型可以模拟形成Nox的中间产物。
纵上所述,我们可以看到,无论在模型数量上,还是在模型先进性上,FLUENT软件提供了远远优于其它商用CFD软件的燃烧模型。例如,在气相燃烧模型上,Star-CD仅仅提供了传统的有限速率模型和PDF模型,而缺乏在航空航天领域燃烧问题中应用最为重要的非平衡火焰模型和预混模型;在分散相模型上,与Star-CD相比,Fluent软件同样提供了更为丰富、更为先进的物理模型。

fluent燃烧简介

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FLUENT燃烧简介FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。

然而,需要注意的是:你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。

FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示:图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型1.1.1 气相燃烧模型一般的有限速率形式(Magnussen模型)守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数)层流火焰面模型(Laminar flamelet model)Zimount 模型1.1.2 离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧1.1.3 热辐射模型DTRM,P-1,Rosseland 和Discrete Ordinates 模型1.1.4 污染物模型NOx模型,烟(Smoot)模型2.1气相燃烧模型·在FLUENT中,针对不同的燃烧现象,采用了不同的化学动力学处理手段,以减少计算成本,如下:有限速率燃烧模型---预混、部分预混和扩散燃烧混合分数方法(平衡化学的PDF模型和非平衡化学的层流火焰面模型)---扩散燃烧反应进度方法(Zimont模型)---预混燃烧混合物分数和反应进度方法的结合---部分预混燃烧2.2.1 有限速率模型化学反应过程一般采用总包机理(即简化化学反应,如单步反应)进行描述。

求解积分的输运方程,得到每种组分的时均质量分数值,如下:-----(1)其中组分j的反应源项为所有反应K个反应中,组分j的净生成速率:-----(2)-----(3)计算所需参数包括:1、组分及其热力学参数值;2、反应及其速率常数值。

有限速率模型的有缺点:优点:适用于预混、部分预混和扩散燃烧,简单直观;缺点:当混合时间尺度和反应时间尺度相当时缺乏真实性,难以解决化学反应与湍流的耦合问题,难以预测反应的中间组分,模型常数具有不确定性。

fluent甲烷燃烧机理文件

fluent甲烷燃烧机理文件

fluent甲烷燃烧机理文件甲烷燃烧机理是指甲烷(CH4)在氧气(O2)存在下发生燃烧的化学过程,也是燃料燃烧的基本过程之一。

甲烷是一种常见的天然气,具有高燃烧热值和清洁燃烧的特点,因此被广泛应用于能源生产和工业生产过程中。

了解甲烷燃烧机理能够帮助我们优化燃烧过程,提高能源利用效率,减少污染排放。

甲烷燃烧的机理可以分为三个主要步骤:点火、热反应和氧化反应。

点火是指通过引入足够的能量使甲烷燃烧开始的过程。

这个过程通常需要外部的能量输入,例如火花、高温等。

点火后,热反应发生,燃气中的甲烷分子发生裂解,产生自由基,例如甲烷自由基(CH3)和氢自由基(H)。

这些自由基在高温下与氧气反应,生成甲基过渡态(CH3O)和氢氧自由基(HO2)。

最后,在氧化反应中,甲烷和氧气的反应产生二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)和能量释放。

甲烷燃烧机理还包括一系列的次要反应,其中包括重组反应、氧化反应和自由基链反应等。

重组反应是指两个甲基自由基结合形成乙烷(C2H6)的反应,同时释放出能量。

氧化反应是指甲基过渡态与氧气反应生成甲醇(CH3OH)和甲酰基自由基(HCO)的反应。

自由基链反应是指自由基之间的连锁反应,包括甲烷自由基与氧气反应生成甲基过渡态和氢过渡态(H2O2),进而产生水蒸气和氢自由基。

这些次要反应在燃烧过程中起到了重要的作用,影响着燃烧的速率和产物的生成。

甲烷燃烧机理还受到很多因素的影响,例如温度、压力、氧气浓度等。

在高温下,甲烷燃烧速率增加,氧化反应和自由基链反应加强,产物中的甲醛等有机物也增加。

在低温下,重组反应变得更加重要,乙烷等副产物增加。

此外,燃烧反应也会受到催化剂的影响,例如钯、铂和铑等金属催化剂能够促进甲烷燃烧反应,提高反应速率和选择性。

总之,甲烷燃烧机理是燃料燃烧过程中的重要环节之一,研究甲烷燃烧机理有助于优化燃烧过程,提高能源利用效率和减少污染排放。

随着科学技术的不断发展,我们对甲烷燃烧机理的理解和掌握也将不断深入,为我们利用甲烷作为清洁能源提供更多的可能性。

ffluent燃烧(预混、非预混)

ffluent燃烧(预混、非预混)

ffluent燃烧(预混、非预混)12.2.1通用有限速度模型该方法基于组分质量分数的输运方程解,采用你所定义的化学反应机制,对化学反应进行模拟。

反应速度在这种方法中是以源项的形式出现在组分输运方程中的,计算反应速度有几种方法:从Arrhenius 速度表达式计算,从Magnussen 和Hjertager [149]的漩涡耗散模型计算或者从EDC模型[148]计算。

这些模型的应用范围是非常广泛的,其中包括预混和,部分预混和和非预混和燃烧,详细内容请参阅第13章。

12.2.2 非预混和燃烧模型在这种方法中,并不是解每一个组分输运方程,而是解一个或两个守恒标量(混和分数)的输运方程,然后从预测的混合分数分布推导出每一个组分的浓度。

该方法主要用于模拟湍流扩散火焰。

对于有限速度公式来说,这种方法有很多优点。

在守恒标量方法中,通过概率密度函数或者PDF来考虑湍流的影响。

反映机理并不是由我们来确定的,而是使用flame sheet(mixed-is-burned)方法或者化学平衡计算来处理反应系统。

具体请参阅第十四章。

层流flamelet模型是非预混和燃烧模型的扩展,它考虑到了从化学平衡状态形成的空气动力学的应力诱导分离,具体请参阅14.4节。

12.2.3 预混和燃烧模型这一方法主要用于完全预混合的燃烧系统。

在这些问题中,完全的混合反应物和燃烧产物被火焰前缘分开。

我们解出反应发展变量来预测前缘的位置。

湍流的影响是通过考虑湍流火焰速度来计算得出的。

具体请参阅第15章。

12.2.4部分预混和燃烧模型顾名思义,部分预混和燃烧模型就是用于描述非预混和燃烧和完全预混和燃烧结合的系统。

在这种方法中,我们解出混合分数方程和反应发展变量来分别确定组分浓度和火焰前缘位置。

具体请参阅第十六章。

12.3 反应模型的选择解决包括组分输运和反应流动的任何问题,首先都要确定什么模型合适。

模型选取的大致方针如下:通用有限速度模型主要用于:化学组分混合、输运和反应的问题;壁面或者粒子表面反应的问题(如化学蒸气沉积)。

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FLUENT燃烧简介FLUENT软件中包含多种燃烧模型、辐射模型及与燃烧相关的湍流模型,适用于各种复杂情况下的燃烧问题,包括固体火箭发动机和液体火箭发动机中的燃烧过程、燃气轮机中的燃烧室、民用锅炉、工业熔炉及加热器等。

1.1 FLUENT燃烧模拟方法概要燃烧模型是FLUENT软件优于其它CFD软件的最主要的特征之一。

FLUENT可以模拟宽广范围内的燃烧问题。

然而,需要注意的是:你必须保证你所使用的物理模型要适合你所研究的问题。

FLUENT在模拟燃烧中的应用可如下图所示:图 1 FLUENT模拟过程中所需的物理模型1.1.1 气相燃烧模型一般的有限速率形式(Magnussen模型)守恒标量的PDF模型(单或二组分混合分数)层流火焰面模型(Laminar flamelet model)Zimount 模型1.1.2 离散相模型煤燃烧与喷雾燃烧1.1.3 热辐射模型DTRM,P-1,Rosseland 和Discrete Ordinates 模型1.1.4 污染物模型NOx模型,烟(Smoot)模型2.1气相燃烧模型·在FLUENT中,针对不同的燃烧现象,采用了不同的化学动力学处理手段,以减少计算成本,如下:有限速率燃烧模型---预混、部分预混和扩散燃烧混合分数方法(平衡化学的PDF模型和非平衡化学的层流火焰面模型)---扩散燃烧反应进度方法(Zimont模型)---预混燃烧混合物分数和反应进度方法的结合---部分预混燃烧2.2.1 有限速率模型化学反应过程一般采用总包机理(即简化化学反应,如单步反应)进行描述。

求解积分的输运方程,得到每种组分的时均质量分数值,如下:-----(1)其中组分j的反应源项为所有反应K个反应中,组分j的净生成速率:-----(2)-----(3)计算所需参数包括:1、组分及其热力学参数值;2、反应及其速率常数值。

有限速率模型的有缺点:优点:适用于预混、部分预混和扩散燃烧,简单直观;缺点:当混合时间尺度和反应时间尺度相当时缺乏真实性,难以解决化学反应与湍流的耦合问题,难以预测反应的中间组分,模型常数具有不确定性。

这种模型求解反应物和生成物输运组分方程,并由用户来定义化学反应机理。

反应率作为源项在组分输运方程中通过阿累纽斯方程或涡耗散模型。

应用领域:该模型可以模拟大多数气相燃烧问题,在航空航天领域的燃烧计算中有广泛的应用。

2.2.2守恒标量的PDF模型守恒标量的PDF模型仅适用于扩散(非预混)燃烧问题,该方法假定了反应是受混合速率所控制,即反应已经达到化学平衡状态,每个单元内的组分及其性质是由燃料和氧化剂的湍流混合强度所控制,其中涉及的化学反应体系由化学平衡计算来处理(利用FLUENT的组件程序PrePDF)。

该方法通过求解混合物分数及其方差的输运方程获得组分和温度场,而不是直接求解组分和能量的输运方程。

-----(4)-----(5)其中-----(6)混合分数定义-----(7)其中Zk代表元素k的元素质量分数,下标F和O分别代表燃料和氧化剂的进口值。

对于简单的燃料/氧化剂体系,每一计算单元内的混合物分数代表了该单元内的燃料质量分数,由于混合物分数是守恒标量,因此在求解输运方程时不再考虑反应源项。

在该方法中,化学反应认为足够快,体系中的组分立刻达到平衡状态。

化学平衡组分在混合物空间的分布可示意如下:化学反应和湍流之间的相互作用采用概率密度函数(PDF)的方法处理:上图代表了概率密度函数p(V)的定义,因此在混合物分数空间,f标量的时均值可由下式计算:守恒标量PDF模型的优缺点:优点:可以预测中间组分的浓度,可以考虑流动中的耗散现象,可以考虑化学反应与湍流之间的相互作用,该方法不需要求解大量的组分和能量的输运方程,因此可以缩短计算时间。

缺点:研究的流动体系必须接近于局部化学平衡状态,且不能用于非湍流流动,同时亦不能处理预混燃烧问题。

该模型不要求用户显式地定义反应机理,而是通过火焰面方法(即混即燃模型)或化学平衡计算来处理,因此比有限速率模型有更多的优势。

应用领域:该模型应用于非预混燃烧(湍流扩散火焰),可以用来计算航空发动机的环形燃烧室中的燃烧问题及液体/固体火箭发动机中的复杂燃烧问题。

2.2.3 层流火焰面模型层流火焰面模型的基本思想是把湍流扩散火焰看作是层流对撞扩散火焰面的系统。

该方法可以看作是守恒标量PDF模型的一个扩展,它可用于处理非化学平衡状态的体系,即可以利用化学反应动力学的方法处理反应流。

不同于守恒标量的PDF模型,标量是混合物分数和标量耗散率的函数,而非混合物分数的函数:-----(8)指定混合物分数f的PDF符合β函数分布,标量耗散率χ的PDF符合狄拉克-δ函数分布,因此,时均标量值可以通过在f和χ空间求标量的统计平均来得到(即,考虑化学反应与湍流的相互作用):-----(9)层流火焰面模型的计算过程如下:1、计算不同标量耗散率下,标量在混合物分数f空间的分布,即求解火焰面方程,组分方程为:-----(10)能量方程为:-----(11)从而得到标量随混合物分数和标量耗散率的变化关系,即式(8),并以火焰面数据库文件的形式保存结果。

2、火焰面数据库文件也可由其它软件生成,若得到的库文件为单标量耗散率,则需计算不同标量耗散库的库文件,最后将它们合并。

3、利用(9)式计算火焰面的PDF库,从而得到时均标量随平均混合物分数和平均混合物方差的变化关系。

4、利用求解平均混合物分数及其平均方差的输运方程的方法,在流场中计算这两个量,然后再利用得到的PDF库查找时均标量值。

2.2.4 预混燃烧的Zimont模型湍流预混燃烧的化学反应采用反应进度(progress variable),c,进行表征,如下:-----(12)其中Yp和Yp(ad)分别代表当前和完全绝热燃烧后燃烧产物的质量分数,其取值范围在0到1之间,0代表未燃混合物,1代表已燃混合物。

若用反应进度c代表其平均值,则其输运方程可表达如下:-----(13)上式中平均反应速率项如下求解:-----(14)ρv代表未燃物密度,Ut代表湍流火焰传播速度。

湍流预混燃烧的关键在于求解湍流火焰传播速度(位于湍流火焰表面的法线方向),该速度受两方面馆因素的影响:一是层流火焰传播速度,即决定于燃料和氧化剂的浓度、初始温度、组分的扩散特性以及化学反应动力学特性;二是有大涡褶皱和拉伸以及由小涡决定的火焰表面厚度。

根据上述讨论,FLUENTZ中的湍流火焰传播速度可表达为:-----(15)式中,A模型常数,u`速度均方值,Ul层流火焰传播速度,α=k/ρCp未燃物的分子导热系数,I=CdU3/ε湍流长度尺度,τt为湍流时间尺度,τc为化学反应时间尺度。

为考虑火焰拉伸所导致的吹熄现象,在反应速率源项中可乘以一个拉伸因子G,它代表了拉伸所导致火焰不熄火的概率。

-----(16)2.2.5 部分预混燃烧模型部分预混燃烧系统是指这样一种预混火焰,其燃料/氧化剂之比不唯一。

FLUENT中的部分预混模型是非预混模型和预混模型的结合。

预混燃烧的反应进度,c,决定了火焰前锋的位置,在火焰前锋的后面(c=1),混合物已燃,使用守恒标量PDF或层流火焰面模型的解;在火焰前锋的前面(c=0),组分质量分数,温度和密度由混合但未燃烧混合物分数来计算。

在火焰内部,未燃和已燃混合物的线性结合的方法被使用。

部分预混模型求解平均反应进度c,平均混合物分数f和混合物分数方差f2的输运方程。

平均标量可由如下的f和c的PDF来计算:-----(17)在火焰很薄的假设下,由于存在未燃的反应物和已燃的产物,则平均标量可如下计算:-----(18) 具体煤粉燃烧算例1、建立求解模型:连续相(气体)只有在非耦合求解时非预混燃烧模型才是可用的。

Define---models---solver...2、打开RNG k-e湍流模型Define---models---viscous...3、打开非预混燃烧模型Define---models---species...a、在Model下选择Non-Premixed Combustion。

当点OK时,FLUENT将打开一个对话框,要求输入在模拟中要用到的PDF 文件。

b、在选择文件对话框中,选择并读入非绝热的PDF文件(coal.pdf)当FLUENT读入非绝热PDF文件时,它会自动激活能量求解方程,所以你可以不用打开能量面板激活传热方程。

3、选择P-1以激活辐射模型。

Define---Models---Radiation....P1模型是能求解气体和颗粒间辐射传热的模型之一。

2、建立求解模型:离散相FLIENT会用离散相模型来模拟煤粉的流动。

这模型会预示出单个煤粒的轨迹,每一个都代表煤的连续流,在交替计算离散相的轨迹和气相连续方程时,煤粒与气相间热量、动量、质量的传递都将包含其中。

1、耦合离散相与连续相流动预报。

Define---Models---Discrete Phase.....a、在Interaction 下,选中Interaction with Continuous Phase 选项。

这选项将激活耦合求解,在求解中,离散相的轨迹将会对气相产生影响,如果不选中这选项,你仍可以看到煤粒的轨迹,但上述参数对连续相的流动将没有任何影响。

b、定义耦合参数,设定Number of continous phase interations per DPM interation 为200;在一些有着高质量粒子和较大网格尺寸的问题中,应该给这参数设定高一点的值,这对低频率轨迹是很有好处的,为了更完全地聚合气相方程,应先对轨迹进行反复的计算。

c、在Tracking paramete 下,为MAX Number of steps 输入500000。

d、打开Specify Length Scale ,保持Lenth Scale的默认值为0.01m。

Length Scale 控制离散相轨迹综合中用到的每一次步数的大小。

这儿用到的值0.01m意味着10m长的一段轨迹要计算1000步左右。

e、在Options下,选择Particle Radiation Interation。

2、创建离散相煤的射入轨迹。

煤粉流用初始条件定义,这初始条件认为煤是进入到气体中。

在颗粒的运动方程的每一次综合中,FLUENT将用这些初始条件作为计算的开始点。

在这里,煤的总质量流的比率为2.4653kg/s,在10-160微米直径方向上,假设颗粒是服从Rosin-Rammler尺寸分布的。

其他的初始条件以及适当的输入程序将在下面做详细说明。

Define----Injections.....a、在Injections面板中点击Creat按钮。

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