化学动力学机理耦合EDC燃烧模型对湍流扩散火焰的数值模拟

将化学动力学机理耦合燃烧模型进行湍流燃烧数值模拟有重要意义.在分析目前现有燃烧模型的基础上,采用CH4/空气化学反应动力学机理和EDC燃烧模型对燃烧器中的二维湍流扩散燃烧进行模拟,得到了燃烧温度、物种浓度随空间的变化曲线图,经分析发现,计算结果可以较好反应文献中的解析解.由此得出结论:将化学动力学机理耦合EDC燃烧模型可以较好地模拟湍流扩散燃烧的火焰结构,从而为工程实际复杂燃烧情况下的污染物、中间物种和痕迹量物种生成机理的研究提供基础.     

湍流燃烧混合对NOx生成的影响

用普朗特混合理论，在湍流燃烧回流混合区的混合指数概念基础上，对气体燃烧混合影响NOx湍流生成的特性进行了理论研究。由实验结果确定了NOx湍流反应的达姆克勒准数，对现有NOx生成的湍流反应速率进行了模拟结果与实验结果的对比评价。结果表明，NOx湍流生成是扩散和反应动力学联合控制的非平衡化学反应流，为正确使用数学模型而进行数值模拟提供了理论依据。     

O2/CO2气氛下煤粉燃烧数值模拟

采用CFD技术对不同气氛下煤粉燃烧过程进行了研究。用Fluent软件模拟不同工况下煤粉燃烧,获得煤粉燃烧的一些基础性参数,为实际应用提供相应的指导;建立包括气相湍流流动、气固之间传热、煤挥发分析以及燃烧等过程在内的三维数学模型;将不同气氛下煤粉燃烧的特性进行对比,研究气氛变化对燃烧的影响规律。     

高炉热风炉钝体式陶瓷燃烧器燃烧过程研究

应用湍流扩散燃烧过程计算机模拟软件,通过对传统套筒式陶瓷燃烧器的燃烧特性研究,开发了钝体式陶瓷燃烧器,并对该燃烧器的燃烧过程进行了计算机模拟研究。通过与传统套筒式燃烧器的燃烧过程中燃烧气体的速度分布、温度分布、各组分的浓度分布以及燃烧火焰的形状和长度等的对比,并根据高炉热风炉对燃烧器的要求,可以得出结论：所开发的新燃烧器在性能上要明显优于套筒式燃烧器。     

燃油加热炉燃烧过程的三维数值模拟

对燃油加热炉的燃烧过程进行了三维的数值模拟。其中,对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化,实现了包括炉膛的结构化网格划分。在前人的基础上发展了计算燃油燃烧过程完整的数学模型,其中,气相的湍流流动采用k-ε模型,液雾颗粒相的湍流流动采用随机轨道模型,湍流燃烧采用EBU Arrhenius模型,辐射传热采用离散坐标模型。计算得到了炉内流场、温度场、液滴分布、组分分布的详细信息,并对炉内的燃烧特性进行了分析和解释。计算结果为燃油加热炉的设计和优化提供了很好的参考依据。     

步进梁式板坯加热炉内流场和温度场的数值模拟

对步进梁式加热炉进行三维燃烧流场的数值模拟,其中湍流采用标准K-ε湍流双方程模型,气相燃烧采用非预混PDF概率分布函数的输运方程模型,辐射采用离散传输模型。通过模拟得到该加热炉的速度、温度和浓度的分布规律,为合理地组织燃烧,进一步提高钢坯加热质量,再优化炉型结构提供了参考依据。     

长焰燃烧器的数值模拟

燃烧器作为加热炉的关键性设备,燃烧器的结构和性能对炉内的热工过程有着直接和极为重要的影响。目前针对气体燃烧器的研究主要是通过几何结构改变、操作参数改变等手段,实现对火焰的控制。在参考前人研究的基础之上,本文采用标准k-ε湍流模型和β函数简化PDF湍流扩散燃烧模型,模拟了布洛姆燃烧器不同工况下的燃烧,结果发现随燃烧器负荷降低,火焰长度变短,射流刚性降低。此后,提出了3种改进结构,并分别模拟了不同负荷下的燃烧过程,比较发现套筒式燃烧器射流影响区域较大、火焰较长、射流刚度较大,随燃烧器热负荷的降低,燃烧火焰长度保持不变,能够满足要求。     

有限空间内煤粉燃烧特性的研究

为了提高高炉煤粉燃尽率,增强高炉的喷煤效果,研究了直吹管-回旋区内气固两相湍流、传热和煤粉燃烧的数学模型,同时基于实际高炉工艺参数,通过数值模拟研究了鼓风温度、煤粉粒径分布、混合煤粉等对煤粉燃烧的影响,采用煤粉燃尽率衡量高炉内煤粉燃烧的程度。研究结果表明:减小煤粉粒径、提高鼓风温度、增大混合煤粉中挥发分比例均可使煤粉的燃尽率升高;在燃烧过程中,挥发分燃烧量达到100%,影响燃尽率大小因素主要是固定碳的燃烧量。     

射流细分氧煤燃烧器气固两相流动数值模拟

由气固两相流的多流体模型、气相湍流Ｋ－ε模型和颗粒湍流代数模型出发，对射流细分氧煤燃烧器在高炉直吹管中的气固两相流进行了数值模拟，得到了其中不同截面上气相速度场，颗粒速度场及浓度场。与实验结果比较，数值模拟结果较为合理。     

带烟气回流W型辐射管热过程数值模拟

基于商业软件FLUENT同时,采用RNG k-ε模型和非预混燃烧模型,建立了带烟气回流W型辐射管燃烧器的燃烧及传热的三维数学模型,对辐射管内湍流和燃烧状况进行了模拟,并得到了出口NOx排放的计算结果;通过与相应实验数据的对比,验证了模型的可靠性.分析了辐射管内流体流动,传热和燃烧的特征,研究了燃气流量及空气预热温度对辐射管使用性能的影响;结果表明:燃气流量的提高,会增大辐射管壁面温度的不均匀性,而提高预热温度则相反;两者与辐射管加热能力呈正相关,但都会使得出口烟气内的NOx含量增大.     

煤粉燃烧技术新发展概述

煤粉燃烧需要解决的主要问题是提高燃烧效率和降低污染,对这两大问题的研究进展进行了概述。主要介绍了催化燃烧、脉动燃烧、高温空气燃烧、低NOx燃烧技术的工作原理及研究成果。     

菱镁矿固硫特性的理论分析

对菱镁矿在固体燃料燃烧过程中的固硫特性进行了理论研究，所得结论对进一步将菱镁矿作为固体燃料燃烧过程中的固硫剂具有非常重要的意义。     

燃烧合成与粉末冶金

燃烧合成是一种具有很多优点和广泛应用前景的材料制取新方法。其工艺过程与粉末冶金十分相似。在介绍燃烧合成的工艺过程、特点和应用的同时,比较了燃烧合成与粉末冶金的异同。注意到这两项技术之间的紧密关系,认为粉末冶金工作者最适于开展燃烧合成的研究与开发。     

高炉喷煤助燃剂的应用研究

为改善煤粉的燃烧效果、提高喷煤置换比,分析了高炉喷煤催化助燃剂的催化助燃机理及开发应用情况,采用TG-DTG-DSC方法考察了不含碱金属元素的助燃剂对煤粉燃烧效果的影响,并在此基础上进行了工业试验。研究表明:助燃剂对煤粉的助燃效果存在一最佳比例,济钢条件下,高炉添加0.4%的喷煤助燃剂后喷煤比、焦比指标明显改善。     

高温空气对燃烧回流区流动影响的数值模拟

通过建立圆管状燃烧室内甲烷气体燃烧的数学模型,对燃烧室回流区的温度场、速度场、流场以及甲烷、氧气、二氧化碳以及氮氧化合物的质量分数进行了数值模拟.通过改变入口高温空气的预热温度,数值模拟了以上变量的分布规律.研究结果表明:提高空气的预热温度,燃烧室内的反应进行越彻底,温度分布更均匀.研究结果对燃烧室的设计和燃烧室工况分析具有指导意义,所建立的数学模型为燃烧室几何及结构设计和燃烧过程操作中进行定量分析的有效手段.     

迁钢2号高炉霍戈文热风炉最佳煤气流量的数值模拟

针对热风炉由于高风温操作生成的氮氧化合物易导致热风炉炉壳晶界的严重腐蚀,从而影响热风炉使用寿命的问题,本文采用CFX11.0软件对不同煤气流量条件下霍戈文热风炉燃烧室的燃烧状态进行了数值模拟研究。研究结果表明:在高炉煤气热值为3000kJ/m3左右,预热温度为170℃,助燃空气预热温度为600℃的条件下,控制煤气流量在66000～74000 m3/h之间时,可同时获得较高的燃烧温度和较好的燃烧效率,能有效地控制拱顶温度,从而使热风炉长寿。此项研究为迁钢2号高炉霍戈文热风炉1280℃高风温工业实践的顺利实施提供了理论依据。     

同轴烧嘴炉内混合燃烧过程的数值模拟

 将Extended Zeldovich的热力NO生成模型与模拟湍流k ε双方程模型相结合,并利用大型热流体模拟商业软件STAR CD,对同轴烧嘴炉内混合燃烧过程的温度场和NO浓度场进行了数值模拟。在燃料进口速度不变的情况下,分析了不同空气进口速度和不同进口间距对炉内工况的影响。所得结论为研究更合理的燃烧器打下了一定的理论基础。     

我国大型顶燃式热风炉技术进步

分析总结了我国大型顶燃式热风炉的设计开发和应用实践，对顶燃式热风炉的技术成就和发展方向进行了综合评述和探讨，顶燃式热风炉具有一定的技术优势，适合我国高炉扩容改造采用。     

蓄热式钢包烘烤的数值模拟

 为研究高温空气燃烧技术在钢包烘烤过程中的应用效果,优化某钢厂的钢包烘烤制度,利用商业软件FLUENT,采用有限差分方法和速度-压力耦合算法SIMPLE,对钢包烘烤过程的流动、燃烧、传热现象进行数值模拟与优化研究,定量分析了空气预热温度对钢包内温度分布的影响。结果表明,对钢包烘烤器进行技术改造,提高空气预热温度是优化钢包烘烤,节约能源的有效措施,这将对指导现场生产有重要的意义,模拟计算结果与现场工况实测结果基本吻合。     

Application of Rare Earth Oxides in Diesel Exhaust Purification Catalysts

Diesel oxide catalysts and soot combustion catalysts were reported in this paper.The former was manufactured in mass last year, and enhanced performance is under development now.The later is screened out and further research is under way.The best soot combustion catalyst could ignite soot combustion even at 350 ℃, which is within the range of temperatures reached in diesel exhaust, and shows the catalytic combustion velocity nearly one time faster compared with non-catalytic combustion of soot, which is of benefit to rapid regeneration of diesel particulate filter, thus it might be an excellent practicable catalyst.