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燃烧器中的合成气是如何燃烧的?
时间:2020-05-19 12:18 点击次数:
什么叫合成气?
合成气关键由氡气、一氧化碳和二氧化碳组成,我们可以依据它的名字分辨这类易燃气体化合物的主要用途,它是生成燃气加工过程的正中间物。但是,合成气还可以用以生产制造别的商品,例如乙醇、氢氧化钠、乃至氢。汽化加工工艺促使了这一念头的完成。
在汽化中,固态原材料转换为汽体,接着能够 用以别的各种各样运用。还能够对合成气开展汽化解决,例如根据缩小。汽化适用多种多样原材料种类,从煤到生物质燃料,这一协调能力也使它极受高度重视。除此之外,这类方式 还简单化了对反映副产物的捕捉流程,比如硫磺粉或二氧化碳。
这儿,大家仿真模拟了圆喷涌燃烧器中合成气的点燃,并将模拟仿真結果与试验数据信息开展了比照。
圆喷涌燃烧器中合成气的渗流点燃
在圆喷涌燃烧器中的合成气点燃实体模型中,燃烧器由一个接管组成,两侧是水流量比较慢的气体协流。将由一氧化碳、氢及氮混和构成的汽体进入管路中,通道速率设为76m/s(Ma≈0.25)。另外,管路外气体的协流速率是0.4m/s。
天然气汽体会在离去管路后与协流混和,产生一个过来人的环形横截面喷涌。渗流喷涌确保了二种汽体的充足混和,及其在离去管路时可以维持点燃。它是一种非预混点燃方式,然料与还原剂分别独立进到反映区。
圆喷涌燃烧器平面图。
在本实例中,大家求出了六种化合物的摩尔质量,反映中采用的五种及其协流中原始包括的氮,期待能仿真模拟反映喷涌中的对流传热。在本实例中,喷涌的雷诺数为16700,即喷涌为全渗流情况。因而,我们可以假设渗流流动性对喷涌的混和和反映全过程有关键危害。
应用-湍流模型剖析流内场的渗流。大家应用涡旋损耗模型模拟了渗流反映,它是仿真模拟该类反映的一种简易合理方法。因为反映中存有放热反应,喷涌燃烧器内出現了显著的提温,这也是点燃最典型性的一个特点。以便精准预测分析溫度与结合物,大家觉得原材料特性受溫度危害并考虑到了流体力学的物理属性。
合成气的点燃实体模型涉及到高宽比藕合,融合了渗流与热传导和对流传热。圆喷涌燃烧器中的合成气点燃实体模型详细详细介绍了这种离散系统实体模型的所有求出流程。
模拟仿真結果
下面的图绘图了反映喷涌燃烧器内的速率场,表明随意热喷涌的澎涨与造成。在喷涌的两侧,渗流混和加速了协流中流体力学的速率,并将其与喷涌相混和,这一全过程称之为带入。协流流线型清楚显示信息了流体力学的衔接,它从管路接口处喷涌的中下游方位刚开始向内弯曲。
速率流的尺寸和势流。
接下去,大家剖析喷涌的溫度,应用转动数据来显示信息全三维模型。点燃区域内的最高温度约为1960K。
喷涌的溫度。
下面的图显示信息了反映喷涌燃烧器内二氧化碳的摩尔质量。在喷涌的外裁切层中造成了CO2,即管路的出入口。然料与协流中的co2一样出外裁切层中产生反映,渗流混和加快了反映。与CO2的造成相近,图中绘图的溫度升高一样产生在管路出入口。这表明管路上并沒有发送或黏附火苗。
二氧化碳的摩尔质量。
模拟仿真結果与试验数据信息
如今我们一起迁移聚焦,比照模拟仿真結果与试验数据信息。剖析将从喷涌轴线处的溫度曲线图刚开始,以下方左图图示。在本图及以后的图象中,线意味着实体模型結果,标记标识表明试验值。轴线制图显示信息,模型预测的最高温度贴近试验結果数据信息。
您将会在实体模型結果中发觉,溫度曲线图略往下偏位。这一误差可能是实体模型中沒有考虑到辐射源危害。下图沿一条直线比照了管路出入口中下游方位2个不一样部位处(管经各自为20和50)的溫度。一样,模拟仿真与试验中获得的值比较一致。
左:沿轴线比照喷涌溫度。右:管路出入口中下游管经各自为20和50处的喷涌溫度。
比照喷涌的中心线速度试验数据信息,我们可以观查到这两个部位处(管经各自为20和50)的結果高度一致。下面的图不错地展现了这一点:
与以前制图中同样中下游部位处的径向速率。
最终,大家沿喷涌轴线测算了化学物质浓度值。化学物质N2和CO的径向摩尔质量转变与试验数据信息高度一致。H2O与H2的数据信息也与试验值切合,但H2O的数据信息略微偏位。化学物质CO2与O2的趋势分析与试验結果相近,但和溫度曲线图相近,曲线图也是有轻度下沉。这一误差是由于实体模型中沒有添加辐射源。即使如此,简单化的反映计划方案和涡旋损耗实体模型也将会危害精密度。

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