【摘 要】
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为了研究低排放燃烧室化学反应网络模型的参数化,本文利用自编程软件并结合CFD模拟结果的方法,对燃烧室的结构参数和进口参数进行参数化定义,并把网络模型的模拟结果与试验结
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为了研究低排放燃烧室化学反应网络模型的参数化,本文利用自编程软件并结合CFD模拟结果的方法,对燃烧室的结构参数和进口参数进行参数化定义,并把网络模型的模拟结果与试验结果相互比较,从而得出低排放燃烧室的参数化反应网络模型。本文首先介绍了污染物排放预测技术和网络模型在处理燃烧过程方面的发展应用,并且对本文模拟所用的反应器作了介绍,详细描述了污染物NOx的生成机理。本文介绍了网络模拟所用的CA软件,并利用Chemkin软件对CA软件进行验证,分别比较了相同条件下不同反应器出口温度和组分。随后,利用CFD软件对不同火焰筒长度的SPRF燃烧室进行了模拟,根据模拟结果中的流场和温度场划分燃烧室结构,调整结构参数使得模拟值与试验值相差不大。此时,建立网络模型中各反应器的体积和回流率与火焰筒的长度的变化关系,验证了网络模型参数化的可行性。接下来建立了某低排放燃烧室参数化反应网络模型,燃烧室头部中主级旋流器和值班级旋流器的作用使得燃烧室头部的流场结构比较复杂。对爬升工况和慢车工况下的燃烧室进行了CFD数值模拟,分析模拟结果,划分燃烧室结构,得到燃烧室的参数化反应网络模型。网络模型的计算结果与试验结果相差不大,因此,可以使用参数化反应网络模型预测低污染燃烧室的污染物排放量和出口温度。最后,利用已验证的参数化反应网络模型对不同进口条件下的工况进行数值计算,用于指导排放预测。结果表明,减小进口压力和进口温度都会降低出口温度和出口NOx排放量。本文还利用参数化反应网络模型对CFM56的运行工况进行了模拟,验证了网络模型具有一定的通用性。
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