fluent预混燃烧模型.ppt

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1、fluentfluent预混燃烧模型预混燃烧模型预预混燃混燃烧烧模模拟拟的的难难点点预混燃烧通常作为薄层火焰产生，被湍流拉伸或扭曲，火焰传播的整体速率受层流火焰速度和湍流漩涡控制；为得到层流火焰速度，需要确定内部火焰结构和详细的化学动力学及分子扩散过程，实际的火焰厚度只有微米级别；湍流作用使得传播中的层流火焰杯皱折、拉伸，增加了薄层面积，提高了火焰速度；关键：捕获湍流火焰速度，受层流火焰速度和湍流的影响。受两个因素影响：层流火焰速度；涡流引起的火焰前锋的折皱、拉伸和加厚。求解湍流火焰传播速度Ut时考虑：（1）预混燃料当量比（2）湍流引起的火焰前锋皱折和增厚（3）湍流拉伸引起的火焰前锋淬熄（4）

2、分子扩散湍流火焰速度湍流火焰速度化学反应时间尺度。湍流火焰速度湍流火焰速度FLUENT中计算火焰速度公式：A模型常数，u速度均方值，Ul层流火焰传播速度，为热扩散系数，为湍流时间长度尺度，湍流时间尺度，湍流化学反应时间尺度。湍流长度尺寸常数CD湍流火焰速度常数A拉伸系数湍流施密特数Sct拉伸系数拉伸系数为了考虑火焰面拉伸所导致的吹熄现象，在反应源项中乘以一个拉伸因子 G，即 ：其中：以上各式中出现的一些常数值在FLUENT默认条件下为：A=0.52，CD=0.37，str=0.26，Sct=0.7温度的温度的计计算算绝热温度计算：模型假设未燃混合物温度Tu和绝热条件下燃烧产物温度Tad之间成线

3、性变化。温度温度计计算算非绝热温度计算：求解能量输运方程中得到系统中能量 的得失，包括化学反应热源、辐射产生热损失等，以焓表示的能量方程为：Sh,rad：辐射导致的热损失；Sh,chem：化学反应得到的热量反应进程源项：Hcomb:每1kg燃料产生的热量，Yfuel：未燃混合物中燃料的质量分数。密度的密度的计计算算绝热火焰 非绝热火焰2、预预混燃混燃烧烧模型的使用模型的使用适用条件：湍流、快速化学反应、预混合；案例：（1）预混合反应流系统；（2）低预混合燃气涡轮燃烧室。限制条件：不能模拟点火、熄灭和低Da数的情况。3、FLUENT相关相关设设置置1、选择预混模型2、确定绝热或非绝热（如果有fl

4、uent材料库中的模型，可以首先选择一种）FLUENT相关相关设设置置2、定、定义材料属性材料属性绝热未燃反未燃反应物密度物密度未燃反未燃反应物温度物温度绝热燃燃烧产物温度物温度动力黏度力黏度热扩散系数散系数层流火焰流火焰传播速度播速度临界界变化率（火焰拉伸）化率（火焰拉伸）FLUENT相关相关设设置置2、定、定义材料属性材料属性非非绝热未燃反未燃反应物密度物密度未燃反未燃反应物温度物温度比比热导热率率动力黏度力黏度热扩散系数散系数层流火焰流火焰传播速度播速度临界界变化率（火焰拉伸）化率（火焰拉伸）燃燃烧热未燃物未燃物质量分数量分数FLUENT相关相关设设置置3、设置边界条件（关键在于设置反应

5、进程量C的值）C=0:未燃混合物C=1：燃烧后的混合物FLUENT相关相关设设置置计算后算后处理理进程变量CDamkohler数（混合时间/反应时间）拉伸因子湍流火焰速度静态温度产物生成速率层流火焰速度临界应力速率未燃燃料质量分数FLUENT相关相关设设置置显示质量分数用用户定定义函数函数未燃混合物中某种物质浓度：已燃混合物中某种物质浓度：Define-custom field function预预混模型混模型总结总结适用条件湍流快速化学反应只有预混合限制条件不能模拟运动学细节中的实际现象（如点燃、熄灭和低Da数）。实实例演例演练练四：四：预预混燃混燃烧烧混合燃料入口1混合燃料入口2烟气出口结束结束