煤粉燃燒的數(shù)學(xué)模型(更新版)
【正文】 33 ( 9 7 1 ) )()(32)1( TvgTvgxvvvxvvvkkvvjiiikikjkikiijji???????????????? ????????? ( 9 72) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?v TkCv vTxC v TvxC g TiTi kkT kikT i12 321 1??????[( ) ( ) ( ) ] ( 9 73) ? ? ? ? ?T Rkv TTxkk22??? ( 9 7 4 ) 氣相燃燒 煤粉燃燒時(shí)爐內(nèi)傳熱的模型及計(jì)算 vFqqvxTkxhvxht crjijijij???????? )()()()( ????????????燃燒室的熱輻射 ? 火焰熱輻射性質(zhì) )(1000)()/)(/(22222COOHgCOOHOHa ppTpppppK ??????????????? ? dIKIKIKKdSdI sbasa ???????? ?? 044)( ,輻射傳熱的模型 ? 熱流法 (Heat flux) ? 區(qū)域分析法 (Zone Analysis) ? 蒙特卡洛法 (MonteCarlo) 熱流法 ? 熱流法的特點(diǎn)是將復(fù)雜的不均勻的多向的界面輻射熱流和用均勻的界面輻射熱流來(lái)代替，并取其平均值 2/)( ?? ?? xxx qqq)(2 bxax Eqkq ???區(qū)域法 ? 最早由 Hottel等提出的區(qū)域法 ， 將整個(gè)燃燒室劃分成若干個(gè)區(qū)域 ， 把壁面劃分成面積區(qū) ， 假定在區(qū)域內(nèi)的溫度和物性都是均勻的 ， 按照各區(qū)域直接和周?chē)M(jìn)行空間輻射換熱來(lái)計(jì)算 。 反映湍流 氣相反應(yīng)的湍流燃燒模型近年也得到了相當(dāng)?shù)陌l(fā)展 。 ， 不可能對(duì)各個(gè)子模型給出充分 、 完整的評(píng)價(jià) ， 但其總體參數(shù)的評(píng)價(jià)仍是可靠的 。煤粉燃燒的數(shù)學(xué)模型 燃燒過(guò)程?；囊话阊芯? ? 在過(guò)去的 30多年的時(shí)間里 ， 人們對(duì)燃燒過(guò)程的?；枰院艽蟮闹匾?， 計(jì)算機(jī)的發(fā)展更使這一發(fā)展成為可能 ， 目前 ， 已有商業(yè)化應(yīng)用程序的出現(xiàn) 。 ， 盡管精度尚需提高但仍能得到有益的結(jié)果 。 2) 湍流和其他物理現(xiàn)象的相互作用 ， 最重要的發(fā)展是顆粒湍流擴(kuò)散的隨機(jī)方法的出現(xiàn) ， 使得液滴 ， 顆粒流的擴(kuò)散問(wèn)題獲得了令人滿(mǎn)意的結(jié)果 。 煤燃燒過(guò)程中流動(dòng)、氣相反應(yīng)過(guò)程及其模型 ? 連續(xù)性方程是流體力學(xué)中質(zhì)量守恒的表達(dá)式 [6]。 顆粒在氣流中的受力分析 Fdtvdmpp???即是顆粒受力的總和，一般包括：穩(wěn)態(tài)氣動(dòng)阻力，浮力，虛假質(zhì)量效應(yīng)， Basset力， Magnus效應(yīng)，Saffman升力和熱泳力等，在顆粒反應(yīng)過(guò)程中由于表面質(zhì)量流動(dòng)不均勻引起的推力作用 顆粒的湍流擴(kuò)散 ? 離散相本身的湍流輸運(yùn) (湍流擴(kuò)散 )； ? 由于離散相存在的輸運(yùn)特性對(duì)連續(xù)相湍流特性的修正； ? 湍流脈動(dòng)引起的相間傳輸率特性的修正。 這表明基本方程一般來(lái)說(shuō)無(wú)法用解析方法而必須用數(shù)值方法求解 。該方法的任務(wù)是提供一組關(guān)于這些未知量的代數(shù)方程并規(guī)定求解這組方程的算法。一定的離散化方程只與少數(shù)的幾個(gè)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)有關(guān)，這種情況是選取分段分布這一特性的結(jié)果。 貼體坐標(biāo)概念初步 ? 對(duì)于非矩形域的計(jì)算問(wèn)題，用矩形網(wǎng)格就無(wú)法獲得正確的應(yīng)用，這是有限差分方法的主要缺點(diǎn)。 差分方程建立的方法 ? 泰勒級(jí)數(shù)公式 ? 恰好在第三項(xiàng)之后截?cái)嗉?jí)數(shù)，將二個(gè)方程相加及相減，我們得到 ? , ??????? 2222221 )(21)(dxdxdxdx ??????????? 2222223 )(21)(dxdxdxdx ????xdxd???2)( 132 ??? 2231222)(2)()(xdxd???? ????? 這個(gè)方法含有這樣的假設(shè)： ?的變化多少有點(diǎn)象是 x的一個(gè)多項(xiàng)式，從而高階導(dǎo)數(shù)是不那么重要的。 控制容積公式 ? 控制容積公式可以看成是加權(quán)余數(shù)法的一種特殊形式。因而，即便是粗網(wǎng)格的解也照樣顯示準(zhǔn)確的積分平衡 . 交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng) ? 在這種交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)中，除速度以外的各個(gè)變量，例如壓力、密度、溫度、組分濃度、比熱、交換系數(shù)等均采用同一個(gè)網(wǎng)格系統(tǒng)；三個(gè)速度分量分別采用它獨(dú)用的網(wǎng)格系統(tǒng)。 模型計(jì)算結(jié)果示例 ? 楊伯翰大學(xué)一維模型計(jì)算結(jié)果 二維模型計(jì)算及結(jié)果 三維計(jì)算結(jié)果實(shí)例 ? 顆粒運(yùn)動(dòng)的軌跡 ? 水分蒸發(fā)規(guī)律 ? 揮發(fā)份析出規(guī)律和著火時(shí)間、距離 ? 焦炭燃燼規(guī)律
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