引射型鼓风式燃气灶稳焰火孔的数值模拟与分析

论文摘要

随着城市燃气行业的迅速发展,燃气灶具的应用越来越广泛。在我国提出“节能减排”等方针政策的背景下,高效节能燃气灶具的发展具有十分重大的意义。本课题的引射型鼓风式燃气灶就是其中之一,由于提高燃烧效率就必须提高火孔热强度,而保证足够的火孔热强度则必须要有足够的二次空气供应,但传统的火孔形式却造成了二次空气供应困难。针对这一问题,文本设计了一种特殊的“十字形”火孔形式,并针对此火孔进行了稳焰性能的模拟研究。本文首先介绍了课题研究的背景意义和研究现状,确定了研究的方法及内容;其次介绍了包括燃气燃烧、火焰稳定、强化燃烧等燃气燃烧相应理论并推导了引射型鼓风式燃烧器的工作特性方程,为今后此类型的燃烧器设计提供了理论支持;再次,针对CFD技术、Fluent软件及软件中包含的各求解器与模型进行了介绍,并探讨了各个求解器和模型的适用范围;最后,应用Gambit软件依据燃气灶实体建立火孔模型,设定各种操作条件及边界条件,在不断改变火孔结构参数情况下对引射型鼓风式燃气灶的稳焰情况进行了模拟。通过对引射型鼓风式燃气燃烧器的理论研究及模拟结果的分析,推导出了引射型鼓风式燃烧器的工作特性方程;得出主火孔深入稳焰火孔部分面积s1,稳焰火孔出口截面面积s2,可燃混合物入口流速v三因素对稳焰火孔稳焰效果的影响趋势及显著性;最后给出了相对最优稳焰火孔尺寸以及寻找最优工况参数的方法,为今后此类型的火孔的稳焰优化设计提供了有价值的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 课题的中外研究现状
• 1.3 课题研究的方法及主要内容
• 2 引射型鼓风式燃气灶理论研究
• 2.1 燃气燃烧及火焰的稳定
• 2.2 燃烧过程的强化与完善
• 2.3 引射型鼓风式燃气灶的工作特性
• 2.4 本章小结
• 3 数值模拟的理论及方法
• 3.1 CFD 技术及FLUENT 软件介绍
• 3.2 流体控制方程介绍
• 3.3 数值模拟基础
• 3.4 本章小结
• 4 引射型鼓风式燃气灶的稳焰火孔数值模拟及结果分析
• 4.1 引射型鼓风式燃气灶稳焰火孔模型建立及网格划分
• 4.2 模型参数设置
• 4.3 模拟结果及分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文目录