稀氧部分预混/富氧补燃(ODPP/OESC)旋流燃烧数值模拟
发布时间：2025-07-07 00:59
本文以CFD软件中的FLUENT为平台,通过建立合理的数学模型和物理模型,对稀氧部分预混/富氧补燃(ODPP/OESC)旋流燃烧进行数值模拟,并与空气部分预混燃烧(PPC)进行对比。通过调节燃烧过程中的各组分浓度等参数,分析当量比、氧浓度对燃烧过程中火焰结构以及污染物排放的影响。相对于PPC而言,ODPP/OESC旋流燃烧通过稀氧部分预混、富氧补燃的方式调节反应区的C/O空间浓度分布,有效的降低火焰燃烧温度,改善火焰稳定性,降低污染物CO、NO的生成量。本文重点分析了改变模拟过程中总体当量比、部分预混当量比以及稀、富氧浓度等参数对ODPP/OESC旋流燃烧过程的影响,研究发现:(1)随着总体当量比的降低,燃烧温度得到有效降低,并且NO、CO排放量小;(2)随着部分预混当量比的降低,火焰结构得到改善,燃烧温度分布更加均匀,NO、CO排放量单调递减;(3)随着稀氧浓度的降低,NO和CO排放量均降低,且降低明显;(4)环形富氧侧氧浓度的改变主要影响NO的生成量,且富氧浓度越低NO生成量越小,但并不能降低CO排放量。综合良好工况,改变结构参数,即通过缩小环形富氧入口侧尺寸,减小速度梯度,有效的减...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 低NOx燃烧技术及设备
1.3 国内外研究现状
1.4 本文研究意义和内容
第二章 模拟过程中的数值解法和物理模型
2.1 引言
2.2 控制方程
2.3 FLUENT中的数值解法
2.4 FLUENT中选用的数学模型
2.4.1 湍流模型
2.4.2 组分运输模型
2.4.3 辐射模型
2.4.4 污染物模型——NOx模型
2.5 物理模型的建立
2.5.1 网格的划分
2.5.2 边界条件的确定
2.6 本章小结
第三章 ODPP/OESC与PPC对比
3.1 模拟过程中计算方法
3.2 污染物的折算方法
3.3 不同燃烧工况对比
3.3.1 ODPP/OESC与PPC的温度、火焰对比
3.3.1.1 速度和流线图
3.3.1.2 温度和OH*浓度对比
3.3.1.3 C/O浓度分布
3.3.2 污染物NO、CO排放分析
3.4 本章小结
第四章 当量比变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
4.1 总体当量比变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
4.1.1 不同总体当量比下燃烧温度、火焰对比
4.1.1.1 流速和流场分布
4.1.1.2 温度和OH*浓度分布
4.1.1.3 O2、C/O浓度分布
4.1.2 不同总体当量比下污染物排放
4.1.2.1 污染物NO生成特性
4.1.2.2 污染物CO生成特性
4.2 部分预混当量比变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
4.2.1 不同部分预混当量比下温度、火焰对比
4.2.1.1 速度及流线图
4.2.1.2 温度和OH*浓度分布
4.2.2 不同部分预混当量比下污染物排放特性对比
4.2.2.1 污染物NO生成特性
4.2.2.2 污染物CO生成特性
4.3 本章小结
第五章 稀氧浓度和富氧浓度对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
5.1 稀氧浓度变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
5.1.1 不同稀氧浓度下温度、火焰对比
5.1.1.1 速度及流线图
5.1.1.2 温度及OH*浓度图
5.1.2 不同稀氧浓度下污染物排放特性对比
5.1.2.1 污染物NO生成特性
5.1.2.2 污染物CO生成特性
5.2 富氧浓度变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
5.2.1 不同富氧浓度下温度、火焰对比
5.2.1.1 速度及流线图
5.2.1.2 温度和OH*浓度分布
5.2.2 不同富氧浓度下污染物排放对比
5.3 本章小结
第六章 富氧侧不同入口速度对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
6.1 不同入口速度下温度、火焰对比
6.1.1 速度及流线图
6.1.2 温度和OH*浓度分布
6.2 不同入口速度下污染物排放对比
6.3 网格细化
6.4 本章小结
第七章 结论
7.1 本文主要结论
7.2 下一步工作和建议
参考文献
致谢
本文编号：4056244
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 低NOx燃烧技术及设备
1.3 国内外研究现状
1.4 本文研究意义和内容
第二章 模拟过程中的数值解法和物理模型
2.1 引言
2.2 控制方程
2.3 FLUENT中的数值解法
2.4 FLUENT中选用的数学模型
2.4.1 湍流模型
2.4.2 组分运输模型
2.4.3 辐射模型
2.4.4 污染物模型——NOx模型
2.5 物理模型的建立
2.5.1 网格的划分
2.5.2 边界条件的确定
2.6 本章小结
第三章 ODPP/OESC与PPC对比
3.1 模拟过程中计算方法
3.2 污染物的折算方法
3.3 不同燃烧工况对比
3.3.1 ODPP/OESC与PPC的温度、火焰对比
3.3.1.1 速度和流线图
3.3.1.2 温度和OH*浓度对比
3.3.1.3 C/O浓度分布
3.3.2 污染物NO、CO排放分析
3.4 本章小结
第四章 当量比变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
4.1 总体当量比变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
4.1.1 不同总体当量比下燃烧温度、火焰对比
4.1.1.1 流速和流场分布
4.1.1.2 温度和OH*浓度分布
4.1.1.3 O2、C/O浓度分布
4.1.2 不同总体当量比下污染物排放
4.1.2.1 污染物NO生成特性
4.1.2.2 污染物CO生成特性
4.2 部分预混当量比变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
4.2.1 不同部分预混当量比下温度、火焰对比
4.2.1.1 速度及流线图
4.2.1.2 温度和OH*浓度分布
4.2.2 不同部分预混当量比下污染物排放特性对比
4.2.2.1 污染物NO生成特性
4.2.2.2 污染物CO生成特性
4.3 本章小结
第五章 稀氧浓度和富氧浓度对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
5.1 稀氧浓度变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
5.1.1 不同稀氧浓度下温度、火焰对比
5.1.1.1 速度及流线图
5.1.1.2 温度及OH*浓度图
5.1.2 不同稀氧浓度下污染物排放特性对比
5.1.2.1 污染物NO生成特性
5.1.2.2 污染物CO生成特性
5.2 富氧浓度变化对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
5.2.1 不同富氧浓度下温度、火焰对比
5.2.1.1 速度及流线图
5.2.1.2 温度和OH*浓度分布
5.2.2 不同富氧浓度下污染物排放对比
5.3 本章小结
第六章 富氧侧不同入口速度对ODPP/OESC旋流燃烧的影响
6.1 不同入口速度下温度、火焰对比
6.1.1 速度及流线图
6.1.2 温度和OH*浓度分布
6.2 不同入口速度下污染物排放对比
6.3 网格细化
6.4 本章小结
第七章 结论
7.1 本文主要结论
7.2 下一步工作和建议
参考文献
致谢
本文编号：4056244
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