36、天然气燃烧与齿轮传动关键技术研究

天然气燃烧与齿轮传动关键技术研究

1 计算机模拟燃烧器设计

1.1 模拟的必要性

实验研究在开发样本测试的指南和工具时成本高昂。而应用计算机模拟来开发最高效的燃烧器设计，能够避免中间设计环节，还能评估任何设计变更对火焰特性的影响。

1.2 模拟步骤

步骤	操作内容
第一步	基于拉瓦尔喷嘴分析结果，在KOMPAS - 3D软件中创建3D燃烧器模型。
第二步	将几何模型导入Ansys Design Modeller。使用ANSYS Meshing为燃烧器空间生成间距为2mm的网格，为火焰燃烧空间生成间距为5mm的网格。在六边形网格肋的最大长度为3.16mm时，创建了1,423,425个节点和7,607,414个单元。
第三步	在设置中指定设计模型和边界参数条件。使用扩展相干火焰模型（ECFM）计算燃烧，使用总能量模型计算热传递，使用k - epsilon模型计算湍流。ECFM模型是计算预混燃料和氧化剂混合物燃烧最精确的模型，它能对两种不同模式进行计算，即预混或部分预混燃烧模型和燃烧速度模型（BVM）。在CFX - RIF工具中指定可燃混合物和氧化剂以生成燃烧反应。氧化剂和燃料的初始条件为：温度288K，电弧钢炉工作空间压力等于大气压。将燃烧器外壳的边界指定为无滑移壁。选择氧化剂和天然