窑用多通道燃烧器回流区的三维数值模拟

在采用重整化群（RNG）k—ε模型对水泥窑用多通道燃烧器进行数值模拟的基础上，针对影响燃烧器性能的重要指标一回流区进行讨论，将三维条件下燃烧器的流场分布与传统燃烧器流场进行对比，提出了三维条件下燃烧器回流区分为中心回流区、内回流区、外回流区3个回流区的分布模型，并分析了影响回流区的直流风和旋流风2个重要因素。结果表明：旋流风的速度变化对回流区的影响比其他因素的影响更大，旋流风速度适当增大可以增大回流区的范围，而当旋流风速度过大时，外回流区消失。     

瓦斯爆炸运动火焰生成压力波的数值模拟

从三维N-S方程出发，用TVD格式，对瓦斯爆炸过程中火焰产生压力波的过程进行了数值模拟，在此基础上，模拟了氢氧燃烧驱动的破膜过程以及破膜前后压缩波、稀疏波对火焰阵面的影响，同时，也研究了瓦斯爆炸过程中，压力波、火焰与障碍物的相互作用，数值模拟结果与理论分析吻合较好，从而进一步验证了该程序能处理含有化学反应和复杂管道的预混可燃气体爆炸问题。     

燃气火焰稳定性的分析与探讨

通过对大气式燃具的燃烧工况进行理论和实践分析，探讨了燃具工作在稳定燃烧区域内的影响因素和条件，为燃具的设计提供了依据。     

障碍物位置对瓦斯爆炸火焰传播影响的数值模拟

利用计算流体动力学软件FLUENT研究了受限空间内平行障碍物和交错障碍物对火焰形状的影响.模拟采用500mm×150mm二维矩形空间模型,计算了2个平行障碍物、2个交错障碍物、3个平行障碍物、3个交错障碍物等4种工况下的火焰发展过程.障碍物间距100 mm,阻塞率为0.5.选取k-epsilon Realizable湍流模型,P1辐射模型和涡耗散模型模拟瓦斯爆炸火焰传播.模拟结果表明:受到交错障碍物影响,10ms处已经出现明显的火焰湍流,且交错障碍物具有更大的预热区面积.火焰传播过程与实验相近,模拟结果可靠,为进一步利用数值模拟方法研究瓦斯爆炸相关内容提供了参考.     

粉煤液态排渣旋风燃烧器回流特性研究

对模化设计好的燃烧器模型内流场回流区特性作了较深入研究，分析给出了中心回流率和环形回流率沿燃烧器轴线的变化曲线和规律。     

燃气火焰稳定性的分析与探讨

通过对大气式燃具的燃烧工况进行理论和实践分析,探讨了燃具工作在稳定燃烧区域内的影响因素和条件,为燃具的设计提供了依据。     

障碍物诱导瓦斯爆炸湍流火焰数值模拟

为了研究障碍物诱导湍流火焰特性,基于150 mm×150 mm×500 mm的小尺度爆炸腔体,在三个障碍物交错放置的条件下,采用预混燃烧模型对瓦斯爆炸过程进行大涡模拟。基于模拟结果,分析了瓦斯爆炸过程中火焰结构、未燃气体流动迹线以及火焰与未燃气体漩涡耦合规律。结果发现:小尺度条件下,障碍物诱导火焰形变,增大火焰面积,提高燃烧速率;在障碍物扰动作用下,未燃预混气体在障碍物形成漩涡,且漩涡尺寸及强度逐渐增大;未燃预混气体漩涡将爆炸火焰卷入其中,形成湍流火焰。     

瓦斯爆炸火焰的分形特性

通过高速纹影图像从细观角度详细研究了不同传播条件下瓦斯爆炸火焰前锋的细微结构．实验及理论分析表明，瓦斯爆炸火焰有很好的分形特征．瓦斯爆炸火焰分形维数直接反应了火焰前锋皱折对火焰传播的影响．计算出的分形维数是衡量湍流火焰传播速度以及爆炸强度的有效参数．     

一次风扩口角对旋流燃烧器影响的数值模拟

为了改进燃烧器设计，提出了一次风扩口角度改变对同轴旋流燃烧器影响的数值模拟方法.该方法采用重整化群 RNG κ-ε双方程湍流模型，针对燃烧器出口区域冷态流场进行数值模拟，通过比较旋流燃烧器不同一次风扩口角度情况下，回流区尺寸的变化和流场分布规律.结果表明，旋转射流轴向速度受一次风扩口角变化影响不大，其切向速度在旋流外围服从拟等势旋涡规律和在旋流中心服从刚体旋转规律；随一次风扩口角度的增大，回流区径向尺寸绝对增大，轴向尺寸先增加后减小；一次风扩口角度的增大，引起径向压力梯度的增大，从而形成了多次回流区域的存在.     

气体涡旋燃烧器三维湍流场的数值模拟

以气体湍流运动的微分方程组及ｋ－ε湍流模型为基础,采用ＳＩＭＰＬＥ算法数值模拟研究了气体涡旋燃烧器中的三维旋转湍流场。旋转方法的迭代采用了ＣＴＤＭＡ方法,计算收敛速度明显加快。预测结果与日本古田朋彦的ＬＤＶ冷模实测值吻合较好。     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

煤巷瓦斯预排深度数值模拟分析

利用有限元法对非均质煤层煤巷周围煤体瓦斯运移进行数值模拟分析，得出煤巷预排瓦斯带深度不仅与煤的变质程度有关，而且与煤层原始瓦斯压力、煤壁暴露时间和煤层赋存地质条件等因素有密切关系，最后针对淮南Ｃ１３煤层的实际情况给出煤巷斯预排深度的计算公式。     

瓦斯爆炸过程中火焰厚度的实验室测定及其分析

实验探讨了瓦斯爆炸过程中火焰厚度变化特性及障碍物、膜片位置和压力等的影响。结果表明,障碍物和膜片对瓦斯爆炸过程中火焰厚度具有重要影响。当有障碍物存在时,瓦斯爆炸过程中产生的火焰厚度常常会小于无障碍物存在时所产生的火焰厚度;膜片距离源较近时,火焰厚度明显增大,火焰厚度越大,在其传播过程中对传播途径上的可燃物的点燃作用越大。研究结果对指导现场防治瓦斯爆炸、减轻瓦斯爆炸灾害具有一定的指导意义。     

低压大气式燃烧器中引射器的数值模拟

随着计算机技术和计算流体力学(CFD) 的发展, 利用CFD 来研究燃烧器内部湍流,化学反应等复杂流动现象, 为设计定型提供了有力的参考依据, 尤其在燃烧器技术方案论证及优化设计中起着越来越重要的作用. 通过建立燃烧器的流体动力学模型,并利用计算FLUENT软件,对低压大气式燃烧器引射器内部的流场、温度场与浓度场进行模拟分析,为初步设计燃烧器提供了各项技术参数,有助于燃烧器设计的改进,减少实验的工作量.     

激波诱导火焰变形的数值模拟

在充满氢气空气混合气体的激波管中,对激波诱导火焰变形失稳的过程进行数值模拟.根据计算结果讨论流场中激波结构与火焰形状的变化情况,同时给出激波诱导火焰燃烧转爆轰的形式和发展过程.结果显示:激波与火焰作用过程中存在λ结构和二次激波诱导区域的形成,入射激波马赫数为2.3时形成爆轰.     

一种车用燃油加热器燃烧器的流场数值分析

由数值计算分析知：切向进气孔所产生的旋流对锥盖内表面形成冲刷,并影响一级燃烧室内部三层进气孔的进气,其旋流影响贯穿整个燃烧室.一级燃烧室的第一层进气孔所进气流在其燃烧室轴心碰撞翻转,形成锥盖内腔绕轴线分布的轴向涡流,从而加强了锥盖内表面的冲刷卷吸流动.而在一级燃烧室锥形缩口处,因进气分流孔的分流作用,使二级燃烧室的前端形成若干小旋涡,这些小旋涡与锥形缩口处的大旋涡并存,使燃烧室边缘区域的混合得到了强化.锥盖形燃烧器能减少流动死区,有利于油气的充分混合燃烧,从而减少积炭的生成.计算结果与样机试验数据基本吻合.     

燃烧器三维流动和燃烧的数值模拟及优化结果

对某大型工业燃烧器进行了三维全尺寸数值模拟。计算结果比较合理的反映了燃烧室内发生的流动以及传热、传质、燃烧等复杂的化学反应过程。针对所计算的结果，指出了该燃烧室存在的结构缺陷并通过分析、比较，提出了一种优化方案对其继续模拟计算，最终达到了优化燃烧，控制高温区的范围，生成的SO2明显增加等主要优化目的。优化后的燃烧器投入使用后，运行情况良好，解决了原燃烧器经常出现的问题。     

一种车用燃油加热器燃烧器的流场数值分析

由数值计算分析知：切向进气孔所产生的旋流对锥盖内表面形成冲刷,并影响一级燃烧室内部三层进气孔的进气,其旋流影响贯穿整个燃烧室．一级燃烧室的第一层进气孔所进气流在其燃烧室轴心碰撞翻转,形成锥盖内腔绕轴线分布的轴向涡流,从而加强了锥盖内表面的冲刷卷吸流动．而在一级燃烧室锥形缩口处,因进气分流孔的分流作用,使二级燃烧室的前端形成若干小旋涡,这些小旋涡与锥形缩口处的大旋涡并存,使燃烧室边缘区域的混合得到了强化．锥盖形燃烧器能减少流动死区,有利于油气的充分混合燃烧,从而减少积炭的生成．计算结果与样机试验数据基本吻合．