新型双通道燃烧器的可视化模拟

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1、硕士学位论文摘要本文是在查阅了大量国内外文献的基础上，采用相似理论对燃烧器进行了研究。利用因次分析法，推导得到了模拟燃烧器出口流场的相似准则，建立了对应的物理模型，并在此基础上采用了酸碱水模拟可视化技术对燃烧器进行了直观地可视化模拟。在酸碱水模拟技术中，由于水的密度远大于空气，根据相似条件得到的试验流速要远小于实际的气体速度，这保证了试验中能够很好的观察模拟火焰的形状和内部的混合状况。模型模拟中的相似是决定模拟试验成功的重要条件之一，其内容主要包括：几何相似、运动学相似、动力学相似、热相似、化学相似等。实际中在不影响相似性的基础上，为了简化试验以及降低模型制作的难度，采用部分相似，忽略对特

2、定现象影响不大的部分，这可以保证相似性的同时达到简化。本文得到的相似条件保证了酸碱水模拟试验与实际物理现象的相似性。由于试验中采用的是等温模型，因此无法再现实际非等温空间中气体受热瞬间发生的物理变化，但是根据Thring-Newby公式，可以减弱等温和非等温模型间的误差。本文以南京圣火公司的KBN新型双通道燃烧器及其实际配套系统情况作为原型，计算出模拟中的相关参数，并设计、制作了燃烧器和相关系统的模型。试验从KBN燃烧器的结构和特性出发，模拟了不同旋流强度、一次净风出口动量、一次净风和煤风不同流量比情况下火焰的形状以及混合情况，并且测定了流动空间内不同位置的PH值，以印证混合的情况。模拟结

3、果表明，KBN燃烧器在不改变一次净风风量的情况下，对出口旋流强度、出口动量的调节是简易且灵敏的；同时也表明了酸碱水模拟可视化研究方法能够真实地再现实际的物理流动情况。通过模拟试验，证明了燃烧器的主要性能是符合实际的。KBN燃烧器特点使得在实际操作中，对煤粉质量波动、产量变化等各种变化的适应性提高，操作也更加简易。通过对燃烧器的酸碱水模拟的研究，为操作参数和结构在不同状况下的调节提供了参考，同时也对燃烧内部燃料和燃烧空气的混合提供了一个研究方法。酸碱水模拟技术不仅对设备结构特性的合理性、灵敏性能进行很好地检测，同I摘要时也能对设备改造或者新的燃烧设备性能进行准确地预测，是工程中比较良好的模拟

4、技术之一。本文同时也利用CFD--计算流体力学中的CFX软件，对KBN燃烧器出口进行了计算机数值模拟，与水模拟试验结果进行了对比，对模型试验内容进行了补充。关键字：酸碱水模拟KBN双通道燃烧器相似模拟计算流体力II硕士学位论文ABSTRACTWithreferencingmanyliteratures,thispaperstudiedthetheoryofsimilitudeandkilnburner.Anditdeducedtherulesoftheturbulentflowofburnerexportwithactoranalysismethodandestablishedthemod

5、el.Withthesebasesitadoptedacid/alkalivisualizingtechniquetosimulatetheburnertransparently.Inacid/alkalivisualizingtechnique,becausethedensityofwaterwashigherthanair,thiscouldensurethatthevelocityinexperimentationwaslowerthanthefactbasedonthequalificationofanalogouslysimulating.Withthistheshape,the

6、boundaryandthemixingoffuelcouldbeseenclearly.Thesimilitudeofanalogouslysimulatingwastheimportantrulewitchdecidedsimulatingexperimentation.Similitudeincludedgeometricsimilarity,kinematicssimilarity,dynamicsimilarity,thermalsimilarity,chemicalsimilarityandsoon.Infact,basedonnoinfectiononthesimilitud

7、etheexperimentationignoredsomepartswitchwereinsignificanttothestudyingandintroducedsimulationpartly.Thiswouldpredigestthesimulatingprocessandthemodel.Theruleseducedaccordingtothefactualphenomenawouldinsureconform