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微型降膜加热器流动及燃烧特性的数值模拟与实验研究

赵洪明  
【摘要】: 根据水平螺旋槽管降膜蒸发研究成果,设计出水平螺旋槽管降膜燃油雾化器,将其应用到微型加热器的燃烧室中,具有一次性形成燃油蒸气并利于燃气混合,所需混合空间小、时间短的巨大优势。通过针对此微型燃烧室燃烧机理选择了合理的点火方式、点火时间和点火位置,成功实现了点火及稳定燃烧。与功率同为2kw的不锈钢丝绵网蒸发加热器相比,具有蒸发效果好、点火时间短、燃烧效率高、积碳易清理等优点。 针对加热器内外复杂结构建立了整机三维全尺寸几何模型以及精度的数值计算网格模型。以Fluent软件为平台,采用RNG k-ε湍流模型、标准壁面函数法、PDF燃烧模型、液滴离散相模型等对加热器整机实验模型内流动、燃烧及燃烧室与外部换热过程进行了模拟计算,揭示了燃烧室内气体流动过程中的速度、温度和组份浓度分布,与试验结果比较表明,模拟计算结果具有合理的工程精度。 根据数值计算的结果,对加热器性能可能产生影响的结构参数进行了分析探讨,结合正交试验设计法,进行CFD正交试验,挑选出对加热器性能产生显著影响的结构参数。


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