物理模型及边界条件

本文所采用的燃烧系统模型如图3.1所示。烟气自循环燃烧器主要由回流管、混合室和扩压段三部分组成。空气预热器换热生成的高温助燃空气经空气喷管喷入，空气射流使引射器尾部产生负压，引射炉内烟气进入回流通道，空气与烟气混合后经引射器渐扩口喷入炉膛，中心管为燃气喷管，燃烧器后为炉膛及烟道部分。炉膛为长0.8m,内径为0.36m的圆柱形。

本文对燃烧系统模型进行了简化，把八个空气喷管简化成一个环形喷管，烟气回流通道转化成规则的环形通道。在Gambit中画出模型并生成结构化网格，如图3.2所示，为了更好的分析气流的流动特性，根据气流流向在速度较大的区域对网格进行加密处理，并采用fluent软件进行二维数值模拟。

丙烷与空气的四步反应机理如式2.16所示;燃烧反应为扩散燃烧，采用基于概率密度函数(PDF)的p函数形式的燃烧模型;采用标准k-。双方程湍流模型来模拟炉内气体的湍流流动特性;辐射特性采用离散坐标(DO)辐射模型计算，DO辐射模型广泛适用于半透明介质和灰体辐射，并且还考虑了颗粒的影响;NO的生成只考虑了热力型NOx和快速型NOx，其生成机理采用扩展的Zeldovich模型。数值模拟中所采

用的PDF燃烧模型，标准k-。双方程湍流模型，离散坐标(DO)辐射模型的表达式详见第二章介绍。

空气和燃料进口设为速度入口边界条件，燃烧室出口为压力出口边界条件。燃烧器壁面和炉膛壁面的速度边界条件均为粘性壁面边界条件，即Ub=0;温度边界条件分别为:燃烧器壁面设定为绝热边界条件，即q=0，炉膛壁面为恒定热流边界条件，q=-3600w/m2，以壁面的散热模拟加热炉中工件的吸热。

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