【正文】 感謝這四年來傳授我知識的老師們！感謝這四年陪伴我的同學(xué)們！再次感謝你，我美麗的校園！參考文獻(xiàn) [1] 韓占忠. FLUENT——流體工程仿真計(jì)算實(shí)例與分析. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.[2] 韓占忠. FLUENT——流體工程仿真計(jì)算實(shí)例與應(yīng)用. 王敬，蘭小平. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2004.[3] 葉江明. 電廠鍋爐原理及設(shè)備. 潘效軍，陳廣利，編寫. 周強(qiáng)泰，張永濤，主審. 第三版. 北京：中國電力出版社，2010.[4] 溫正. FLUENT 流體計(jì)算應(yīng)用教程. 石良辰，任毅如，編著. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.[5] 馮俊凱. 鍋爐原理及計(jì)算. 沈幼庭，楊瑞昌，主編. 第三版. 北京：科學(xué)出版社，2003.[6] 徐通模. 鍋爐燃燒設(shè)備. 西安：西安交通大學(xué)出版社, 1990. [7] 徐旭常. 燃燒理論與燃燒設(shè)備. 機(jī)械工業(yè)出版社, 1990. [8] 姚文達(dá). 鍋爐燃燒設(shè)備. 北京：中國電力出版社, 2000. [9] 范從振. 鍋爐原理. 北京：中國電力出版社, 1986. [10] 容鑾恩. 電站鍋爐原理. 袁鎮(zhèn)福，劉志敏. 北京：中國電力出版社, 1997.[11] 朱紅鈞. FLUENT流體分析及仿真實(shí)用教程. 人民郵電出版社, 2010. [12] 楊俊. 國外熱風(fēng)爐發(fā)展綜述 . 沈陽工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，.[13] 郭建團(tuán). DG670／13．720型鍋爐燃燒器改造技術(shù)方案分析. 內(nèi)蒙古電力技術(shù), .[12] Fluent, Inc. FLUENT User’s Guide. Lebanon (NH), 2003. [13] . Slim , . Darmeveil , S. Gersen , . Levinsky. 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Energy Conversion and Management, 1997, (10), 33 。感謝譚建宇老師、郝曉文老師在答辯時對我聽力不好的諒解和照顧。雖然不算完美，但是我盡了最大的努力！ 衷心感謝導(dǎo)師黃盛珠老師對本人畢設(shè)的精心指導(dǎo)。四個月的查閱資料、學(xué)習(xí)、思考、設(shè)計(jì)、修改也有了相應(yīng)的收獲。這個校園內(nèi)有我美麗的室友、可愛的同學(xué)和敬重的老師，有我參加班級活動雀躍的身影，也有我在自習(xí)室埋頭苦讀的努力。致 謝 為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，也預(yù)示著我在哈工大這個美麗的校園內(nèi)的旅程也走進(jìn)了尾聲。因離散相煤粉顆粒的軌跡計(jì)算基于連續(xù)相空氣的流場計(jì)算，故先對空氣的流場進(jìn)行模擬，選取3D、非耦合、定常、隱式求解器，得出空氣流動場。因燃燒器的尺度與爐膛尺度相比很小，故網(wǎng)格的劃分采取先對燃燒器的邊界進(jìn)行線節(jié)點(diǎn)的劃分，之后再對整個模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。（6） 各噴口間的間距根據(jù)范圍要求合理選擇。（4） 二次風(fēng)噴口的布置為：1個二次風(fēng)噴口布置在一次風(fēng)噴口下方，稱為下二次風(fēng)噴口，以便托住煤粉并隔離煤粉；2個二次風(fēng)噴口分級布置在一次風(fēng)噴口上方，稱為上二次風(fēng)噴口。（3） 將3個一次風(fēng)噴口集中布置（分級配風(fēng)布置型式），并且有共同的周界風(fēng)包圍。在燃燒器的設(shè)計(jì)中采用如下設(shè)計(jì)：（1） 采用熱風(fēng)送粉（因是無煙煤，著火不易），熱風(fēng)送粉溫度選為380℃，制粉系統(tǒng)中的磨煤廢氣作為三次風(fēng)送入燃燒器。（2） 根據(jù)無煙煤的特性，本設(shè)計(jì)中選用中間儲倉式制粉系統(tǒng)，配備低速鋼球磨煤機(jī)。顆粒軌跡的計(jì)算基于連續(xù)相流場的計(jì)算結(jié)果，且離散相的質(zhì)量和動量在流場中的承載率很低，對連續(xù)相的流場沒有影響。網(wǎng)格的劃分先對燃燒器進(jìn)行線節(jié)點(diǎn)的劃分，后對爐膛整體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。圖534 爐膛一角的三次風(fēng)中煤粉射流軌跡圖535 得到爐膛一角的一次風(fēng)中煤粉射流軌跡圖536 爐膛一角燃燒器的煤粉射流軌跡 本章小結(jié)本章利用FLUENT軟件進(jìn)行流場的計(jì)算。圖513 煤粉顆粒軌跡圖圖514 煤粉顆粒軌跡速度大小c） 在Release from injections 項(xiàng)中分別選擇injection31得到爐膛一角的三次風(fēng)中煤粉射流，選擇injection11得到爐膛一角的一次風(fēng)中煤粉射流，同時選擇injection31和injection11得到爐膛一角燃燒器的煤粉射流。點(diǎn)擊Pulse按鈕，即可查看動態(tài)效果。在Release from injections 項(xiàng)中選擇所有，Color by項(xiàng)選擇Particle Variables和Particle Residence Time，其他設(shè)置默認(rèn)，點(diǎn)擊Display，顯示出所有煤粉粒子的運(yùn)動軌跡。（3） 顆粒運(yùn)動軌跡顯示。如下圖所示的是爐膛其中一角燃燒器的一次風(fēng)、三次風(fēng)中煤粉射流的設(shè)置。且設(shè)定三次風(fēng)中攜帶的煤粉量占總煤粉量的10%（計(jì)算燃料消耗量在前面的設(shè)計(jì)中已經(jīng)計(jì)算得出）。 操作：DefineInjections，打開射流設(shè)置對話框，點(diǎn)擊Create，打開射流屬性對話框，分別對四角燃燒器的一次風(fēng)、三次風(fēng)中的離散相煤粉射流進(jìn)行設(shè)置。操作：DefineModelsDiscrete Phase，打開離散相模型設(shè)置對話框，選取默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊OK。各創(chuàng)建面的速度顯示如下各圖所示。（3） 繪制速度分布圖。為顯示3D模型流場計(jì)算結(jié)果，需要創(chuàng)建一些面，并在這些面上顯示計(jì)算結(jié)果。經(jīng)過953次計(jì)算，計(jì)算結(jié)果收斂。 連續(xù)相流場計(jì)算及計(jì)算結(jié)果后處理（1） 開始計(jì)算。（9） 保存Case文件。（8） 打開殘差監(jiān)視器。（7） 流場初始化。操作：SolveControlsSolution，打開設(shè)置對話框，在Equations項(xiàng)選中所有，在Pressure相選中Standard，其余設(shè)置均默認(rèn)。e）其他邊界均為默認(rèn)設(shè)置。c）3cf邊界，三次風(fēng)空氣以速度50m/s垂直邊界流入。a）1cf邊界，一次風(fēng)空氣以速度23m/s垂直邊界面流入。操作：DefineBoundary Conditions，打開邊界設(shè)置對話框。操作：DefineOperating Conditions，首先對單相的空氣進(jìn)行計(jì)算，由于對空氣而言，重力的而影響甚微，可以不考慮重力的影響。操作：DefineMaterials，F(xiàn)luent中默認(rèn)材料即為空氣。操作：DefineModelsViscous，選取kepsilon紊流模型，彈出設(shè)置對話框，保持默認(rèn)設(shè)置。操作：DefineModelsSolver，選中Steady，啟用定常、隱式、非耦合求解器。網(wǎng)格讀入后，執(zhí)行GridCheck指令，得到反饋消息Done。 利用FLUENT 3D求解器進(jìn)行求解運(yùn)用離散相DPM計(jì)算模型，計(jì)算煤粉顆粒在爐膛內(nèi)部的運(yùn)行軌跡。注意：對其他未設(shè)置的面，默認(rèn)為固壁。如圖556所示。（2） 打開Mesh Volumes 對話框，選中整個Volumes，如下圖54所示。 圖51 爐膛燃燒器整體 圖52 燃燒器步驟三：網(wǎng)格的劃分（1） 打開Mesh Edges 對話框，選中爐膛下部四個燃燒器，如圖53所示，將其進(jìn)行線節(jié)點(diǎn)劃分。步驟二：創(chuàng)建模型分別按設(shè)計(jì)尺寸畫出爐膛、冷灰斗及燃燒器，通過移動、旋轉(zhuǎn)、融合等指令，將燃燒器與爐膛冷灰斗融合為一個整體。 用GAMBIT建立計(jì)算模型用GAMBIT創(chuàng)建計(jì)算模型，并設(shè)定邊界條件劃分網(wǎng)格，用以FLUENT流場的計(jì)算，具體步驟如下。另外三次風(fēng)噴口設(shè)計(jì)為圓形，也增加了網(wǎng)格劃分的復(fù)雜性，故將三次風(fēng)噴口簡化為正方形。所研究的內(nèi)容是爐內(nèi)冷態(tài)的流場，得出煤粉顆粒的運(yùn)動軌跡，即冷態(tài)模擬。顆粒軌跡的計(jì)算基于連續(xù)相空氣流場的計(jì)算結(jié)果，且離散相（煤粉顆粒）的質(zhì)量和動量在流場中的承載率很低，對連續(xù)相空氣的流場沒有影響，故此種計(jì)算方法是可行的。本設(shè)計(jì)所涉及的是DPM離散相的問題。在進(jìn)行計(jì)算時，F(xiàn)LUENT求解器的選取有四種：（1） FLUENT 2D——二維單精度求解器；（2） FLUENT 3D——三維單精度求解器；（3） FLUENT 2ddp——二維雙精度求解器；（4） FLUENT 3ddp——三維雙精度求解器。本設(shè)計(jì)主要涉及到的是GAMBIT和FLUENT這兩大基本部分。FLUENT軟件功能強(qiáng)大，復(fù)雜難懂。且由于網(wǎng)格自適應(yīng)調(diào)整只是在需要加密的整個流場區(qū)域里實(shí)施，而非整個流場，故可以節(jié)約計(jì)算時間?？梢陨傻木W(wǎng)格包括二維的三角形和四邊形網(wǎng)格，三維的四面體、六面體和混合網(wǎng)格。故可用來計(jì)算燃燒器組織的切圓燃燒的爐內(nèi)流動場。給出噴口的布置方式（一次風(fēng)噴口集中布置，一個下二次風(fēng)噴口，兩個上二次風(fēng)噴口，三次風(fēng)噴口布置在最上方），在合理范圍內(nèi)選取各噴口間間距，保證燃燒器整體的高寬比合適。燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見下表42：表42 燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)序號名稱符號計(jì)算公式或來源結(jié)果單位1 燃燒器數(shù)量四角切圓布