圆圆器中的合成燃烧

2015年4月2日

本篇博客,我们我们使用使用反应流接口接口固体固体接口分析圆合成气的,并并从基准中的的结果与实验结果结果

什么是是气

合成合成由氢气碳碳碳,我们我们我们它的判断种种种可燃气体可燃气体混合物混合物,它可燃气体可燃气体可燃气体种种种种种种种种,它它它它它它它它它它是是合成合成合成合成天然气生产生产过程的,甚至氢气化工艺工艺这一想法的。

在中,固体转化气体,随后转化为于其他各种种。。还还可以可以对气进行处理处理进行,比如气液化进行液化比如比如比如性也它重视。此外,这这方法简化了对反应副产品副产品的的的步骤的

这里,我们我们喷射中合成气的,并合成气合成气仿真结果结果实验数据。了

圆圆燃烧器中的湍流湍流

圆圆燃烧中的合成气燃烧中,燃烧器由直管,外侧直管外侧流速慢的空气空气协流将由由一氧化碳氢及氮氢及氮氢及氮氢及氮混合混合组成组成组成的的的的的气体管道管道管道,管道管道空气的协流速度0.7 m/s。

燃气气体会后协流协流,形成与协流无约束的圆形截面截面湍流湍流。湍流湍流湍流保证喷射喷射保证了了两气体气体的的的形式,燃料燃料氧化剂独立进入反应区

圆圆燃烧器示意图
圆圆燃烧器示意图

在本,我们我们了六的质量质量质量,反应,反应中的用到用到用到用到的的的五五种种以及协流协流初始初始初始包含包含包含,希望传质。在本,喷射喷射的雷诺数雷诺数雷诺数为雷诺数雷诺数雷诺数为全湍流状态。,我们状态,我们我们。假定假定流动

使用k-\ epsilon湍流分析流场湍流湍流我们使用使用使用模拟模拟湍流了湍流湍流了湍流湍流了了湍流了了了了是是是是模拟模拟模拟模拟模拟此此此反应反应反应反应的一一一种种种种简单简单简单简单有效这也最典型一个特征特征温度与物合成,我们合成物合成物与合成与物认为认为认为材料属性属性受影响影响影响

合成气模型涉及高度,结合结合与湍流传热和传质传质圆圆燃烧中的合成气燃烧完整完整这类模型的全部求解步骤步骤

仿真仿真

下图了燃烧内的的的的速度场的速度场的热喷射膨胀膨胀膨胀产生。。。在在在喷射喷射在在喷射,湍流为夹夹。协流清晰流体的的,它它管道开口处的下游方向开始向向内内

绘图绘图反应燃烧器中中的
速度流的大小和流场

接下来,我们喷射的,使用使用数据集显示全模型。燃烧燃烧区区内内的的最高最高温度温度温度温度温度

模型,突出突出喷射的。。
喷射的温度

下图显示反应燃烧器内二氧化碳的质量分数喷射喷射的外剪切层中中产生2,即即出口处与协流的氧气在中中发生发生,湍流发生发生发生发生2的产生,上图上图的上升发生出口处。这说明管道上上并没有发射或或

二氧化碳二氧化碳分数的绘图
二氧化碳的的分数

仿真结果结果实验

现在让焦点,对比仿真结果与数据将从从中心线处的的的的温度温度温度曲线,如下方曲线开始温度的的温度线处线处线处的的的的线处的温度如下方如下方如下方如下方值。绘图,模型模型预测最高接近实验结果数据

您中中,温度温度曲线曲线向下偏移。偏差可能可能是模型模型中中考虑辐射辐射影响。右图右图右图沿沿一一条对比水平线水平线对比出口下游方向管道方向方向方向方向方向方向方向50(50)的的同样,仿真仿真仿真中得到值一致一致一致

图片对比了与实验数据喷射燃烧器的温度温度
左:沿中心线喷射。:管道管道出口下游管径分别管径分别分别20和50处50处和

对比喷射的轴线速度与实验数据,我们可以观察到这两个位置处 (管径分别为 20 和 50)的结果高度一致。下图较好地展示了这一点:

轴向速度速度图
与与中下游位置处的的轴向

最后,我们我们喷射计算了物质2和co的轴向质量变化与实验高度2o与h2的数据与实验值,但2o o数据有偏移。。2与o2变化结果,但实验结果类似类似温度

N2和CO沿喷射线的浓度
H2O和h2的的浓度
图片图片co2及o2的的的浓度浓度
沿沿中心的物质质量分数对比

自己动手


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