煤燃燒中nox生成的模擬-文庫吧
2025-04-20 03:53 本頁面
【正文】 NOx的生成機理更為復雜。焦碳 NOx的生成速率與焦碳中的 N含量、氧濃度和溫度、煤顆?？紫督Y(jié)構及顆粒反應表面積等因素有關。同時，焦碳表面和 CO等還原性氣體對已生成的 NO會產(chǎn)生還原分解作用，使燃料 NOx減少 2. 燃燒過程中 NOx生成的模擬 1) 基元反應模型 ? NOx在燃燒過程中生成復雜，有的研究者就忽略實際燃燒過程的特征，強調(diào) NOx生成的平衡反應，考慮體系內(nèi)所有可能的基元反應和反應物質(zhì)，按平衡方程求解 ? 忽略了實際的湍流燃燒過程的特征，這樣的處理尚未讓眾多的燃燒工作者接受 2) NOx生成的 PDF輸運方程模型 ? 燃燒過程中 NOx的生成不僅和本身的詳細化學反應機理有關，而且和湍流流場及其之間的相互作用有關。諸如湍流場、溫度場、燃料種類、氧量和輻射換熱等，特別是化學反應機理的非線性和非平衡性，都會極大地影響污染物的最終排放量 ? 通常的湍流模型在模擬化學反應時，一般是假設化學反應速率是線性的或極快的或極慢的，以獲得平均反應速率的簡化表達式 ? 實際燃燒過程中，化學反應是非線性的、其反應速率是有限的，其中 NOx的生成和詳細的化學反應機理密切相關，難于用平均的總包反應速率來描述 ? PDF輸運方程模型可以把與湍流輸運及化學反應速率有關的項都用封閉的形式表達，無需模擬，任何復雜的化學反應機理都可精確計算，因而它在污染物生成過程的模擬中得到重視和應用 ? 求解 PDF輸運方程所用的 Monte Carlo統(tǒng)計方法在流體顆粒數(shù)選取較大時需要很大的計算工作量和存儲空間 ? kε湍流模型與化學熱力學參數(shù)的標量聯(lián)合 PDF方程模型 ? 考慮到計算工作量，其計算過程中選用的隨機樣本數(shù)并不大，這限制了 PDF輸運方程模型和 Monte Carlo模擬對實際更為復雜的湍流反應流的計算 ? 為了兼顧 PDF輸運方程模型的優(yōu)點，克服其以上不足，目前實用的主要是給定 PDF的簡化 PDF模型和簡化 PDF與局部瞬時平衡相結(jié)合的模型 . 前者僅適用于雙組分反應的簡單情況，后者則可適用于復雜的擴散燃燒 簡化 PDF與局部瞬時平衡相結(jié)合的模型 (同軸射流射入突擴燃燒室 ) 同軸射流射入突擴燃燒室時，其中心一次風射流為燃料與空氣，環(huán)縫射流為二次風。混合物分數(shù)可定義為： （ 139） 其中 mp為來自一次風的流體質(zhì)量， ms是來自二次風的流體質(zhì)量?；旌衔锓謹?shù) f表示任一時刻在任一位置上的混合程度，即局部瞬時當量比。任何其它守恒標量可表示為： ?＝ f ?p+(1f) ?s (140) 其中 ?p與 ?s分別是一次風及二次風中的 ? 值。由于在一般的反應中任何元素既不可能產(chǎn)生也不以消滅，所以元素 k的局部瞬時質(zhì)量分數(shù)“ bk”也是一個恒標量。 sppmmmf??? 當各元素的擴散系數(shù)都相等時，可有 bk=f bkp+(1f) bks (141) ? 對于無輻射、無導熱損失的絕熱系統(tǒng)，氣體焓也是守恒標量。在導熱系數(shù)和元素擴散系數(shù)相等時，有 h=f hp+(1f) hs (142) ? 混合物分數(shù)的時均值 和脈動均方值 g可由 167。 5節(jié)介紹的方法求
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