文档介绍：中国工程热物理学会第十届年会燃烧学论文编号:014074 燃气轮机燃烧室扩散燃烧的数值模拟张文普李祥晟丰镇平(西安交通大学叶轮机械研究所陕西西安710049) 联系电话:029·2668704 E-mail:型￡DPu出@Ⅱ摘要本文通过应用数值模拟方法研究了燃气轮机燃烧室中的燃烧流动状况,。。研究结果有助于发展新型高效低捧放燃烧技术。关键词燃气轮机端流燃烧扩散燃烧数值模拟 1 引言随着全球范围内的能源与动力需求以及环境保护等要求的变化,燃气轮机得到了高度重视和迅速发展。现代燃气轮机技术已应用了多种燃烧技术如预混燃烧来控制NOx ,,降低效率,增加排放,,排放较高。因此,对于燃气轮机燃烧室中的燃烧研究,需要通过实验的、数值的研究手段来进行详细的研究和分析,随着计算燃烧学的发展和计算技术的进步,数值模拟蚍其低费用、高教率的特点己成为发展先进燃气轮机燃烧技术的重要工具之~。燃气轮机燃烧室内的燃烧流动模拟包括湍流模拟、燃烧模拟和NOx生成的模拟”J, 由于湍流本身的复杂性,并且湍流同燃烧之间强烈的相互作用咀及NOx生成机制确定的困难,目前对涉及NOx生成的湍流燃烧的模拟还不是很成熟“J。基于此,本文应用简化的化学反应动力学模型,并将其同流动控制方程及湍流模型结合,对甲烷在燃气轮机燃烧室内的燃烧流动进行了详细的数值模拟,并分析了不同工况下燃烧室内的燃烧流动情况及NOx的分布。研究结果有助于理解燃气轮机燃烧室内的燃烧流动情况和对燃烧的 NO。形成原因的认识,为设计高效低污染燃烧器的设计提供理论依据和指导。 2燃烧室燃烧流动模型 —e取方程模型(KE模型),柱坐标下三维湍流的时均方程如下: 261 ;嗟c删妒,t导c缈妒,+刍c∥州=;嗟(,‘警]+专(,‘÷考]+刍一÷嚣),+‘嚣u以一詈+亳(以∞+÷导(慨剖+÷品(以豢) 斤方向一詈+昙(“刳+÷导(他詈]+;嘉卜[警一剀j 斤方向., 一言+瓦卜刮+i面l化ij+i历卜l石一了川动量^+丛一丝但塑+!] 嚣?:裟端;渊ra8号 ra曰l,La口/J,L咖,/ 湍流动能世& G(一0￡ O"k 2,2燃烧模型本文采用的燃烧模型为常用的EBU--fu-rheniue模型,其时均反应率由下式给出试=m;n[届,吒];14—2s7=CEBf,偌占似吒=印2一E exp(一争) 式中,w一,Ⅲ,是经验常数,,g由相应的输运方程挟定,其中A为常数,取A=1 o×10?m3/,E=1,84×104K【”,。 [dovich机制,NOx的层流生成率由F式给出14]: +w^口=×10”r。尸K,坛’exp(-69160/TJ w~。='。pK,2,瓒5 e