多孔介质燃烧技术视频

多孔介质燃烧技术

1 多孔介质燃烧技术

加入多孔介质的燃烧器由于对流，导热和辐射三种换热方式的存在，使燃烧区域温度趋于均匀，保持较平稳的温度梯度。在燃烧稳定的同时还具有较高的容积热强度。与自由空间燃烧相比，预混气体在多孔介质中的燃烧具有功率密度大，调节范围广，污染物排放低和结构紧凑等优点。多孔介质预混燃烧特点是燃烧设备的热效率较高，其原因有以下两个方面：①燃气与空气预先充分混合, 在过剩空气很小的情况下也可达到完全燃烧, ②由于辐射作用, 多孔介质的高温后部对低温的前部进行加热, 从而达到对未反应的燃气混合物的预热作用, 加快了燃烧速度。因此对多孔介质传热传质和燃烧的研究具有重大的学术价值，已成为当前最活跃最前沿的研究领域之一[1]。

传统的气体燃料燃烧主要是以自由火焰为特征的燃烧。这种燃烧需要较大的空间，火焰周围温度梯度大，容易产生局部高温。当温度高于1500℃时，NOx生成变得明显[2]。由于NOx的剧毒性，减少其排放也显得非常重要。传统燃烧器的换热器主要以烟气辐射和对流换热为主，换热系数小。

多孔介质燃烧技术是一种新颖独特的燃烧方式[3]。其与自由空间燃烧的区别在于：（1）多孔介质的空隙率很大相对于自由空间有较大的固体表面积，

12.4.3 可压缩流动的求解策略 可压缩流动求解中速度、 密度、 压力和能量的高度耦合以及可能存在的激波导致求解过程不稳定。有助于改善可压缩流动计算过程稳定性的方法有   (仅适用于基于压力求解器）以接近于滞止条件的流动参数进行初始化(即,压力很小但不为零,压力和温度分别等于进口总压和总温)。在迭代过程的最初几十步不求解能量方程。设置能量方程的亚松驰因子等于1,压力的亚松驰因子0.4,动量的亚松驰因子0.3。求解过程稳定后再加入能量方程的求解,并将压力的亚松驰因子提高到0.7。

 设置合理的温度和压力限制值以避免求解过程发散。  必要时,先以较低的进、出口边界压力比进行求解,然后再逐步升高压力比直到预定工况。对于低Mach 数流动,也可以先求解不可压缩流动,然后以所得到的解作为可压缩流动的迭代初值。

某些情况下,也可以先求解无粘性流动作为迭代初值。 2.5 无粘性流动

在高Re数流动中,惯性力相对于粘性力而言起支配作用,可忽略粘性的影响。例如高速飞行器在空气动力学方案分析阶段可以采用无粘性流动计算初步确定外形,然后进行粘性计算,将流体粘性和湍流粘性对升力和阻力的影响计入。 无粘性流动计算的另一个用途是给复杂的流动提

7.19多孔介质边界条件

多孔介质模型适用的范围非常广泛，包括填充床，过滤纸，多孔板，流量分配器，还有管群，管束系统。当使用这个模型的时候，多孔介质将运用于网格区域，流场中的压降将由输入的条件有关，见Section 7.19.2.同样也可以计算热传导，基于介质和流场热量守恒的假设，见Section 7.19.3.

通过一个薄膜后的已知速度/压力降低特性可以简化为一维多孔介质模型，简称为“多孔跳跃”。多孔跳跃模型被运用于一个面区域而不是网格区域，而且也可以代替完全多孔介质模型在任何可能的时候，因为它更加稳定而且能够很好地收敛。见Section 7.22.

7.19.1 多孔介质模型的限制和假设

多孔介质模型就是在定义为多孔介质的区域结合了一个根据经验假设为主的流动阻力。本质上，多孔介质模型仅仅是在动量方程上叠加了一个动量源项。这种情况下，以下模型方面的假设和限制就可以很容易得到：

因为没有表示多孔介质区域的实际存在的体，所以fluent默认是计算基于连续性方程的虚假速度。做为一个做精确的选项，你可以适用fluent中的真是速度，见section7.19.7。

? 多孔介质对湍流流场的影响，是近似的。

? 当在移动坐标系中使用多孔介质模型的

多孔介质表面催化反应详解

对于利用fluent软件（这里是用fluent13.0做的）做多孔介质的表面催化反应，看到许多网友对这个问题有疑问，现在特把我最近的一些研究心得跟大家分享一下。

1，首先对于这个模拟，有两种办法：其一是找到详细的（或者简化的）表面反应催化机理，然后通过import-chemkin mechanism导入fluent，要记住选中import surface chemkin mechanism按钮，然后分别选中气相机理trq-skel1.che和表面反应机理h2.che，点击import导入fluent，如下图所示

第二个办法就是通过udf编写化学反应速率，然后以源项的形式加载到多孔介质区域，这个比较繁琐，目前我没有应用，而且这个办法对于没有详细机理的催化反应也是非常好的办法。

2，然后选择能量方程，湍流模型等。

3，化学反应选择组分传输模型中的有限速率模型，同时要选择壁面反应，详细如下图所示：

3，多孔介质区域设置 如下图所示 关于多孔介质区域如何设置惯性阻力和粘性阻力网上方法很多，这里就不累述了

特别要注意，这里一定要设置一个系数叫做surface-to-volume，这其实是比表面积的意思，就是在单位多孔介质体

7.19.6 User Inputs for Porous Media

When you are modeling a porous region, the only additional inputs for the problem setup are as follows. Optional inputs are indicated as such. 1. Define the porous zone.

2. Define the porous velocity formulation. (optional)

3. Identify the fluid material flowing through the porous medium. 4. Enable reactions for the porous zone, if appropriate, and select the reaction mechanism.

5. Enable the Relative Velocity Resistance Formulation. By default, this option is already enabled an

A辑第18卷第4期 水动力学研究与进展 Ser.A,Vol.18,No.4

2003年7月

JOURNALOFHYDRODYNAMICS July,2003

文章编号:1000-4874(2003)04-0419-08

饱和多孔介质流固耦合渗流的

数学模型

*

李培超, 孔祥言, 卢德唐

(中国科技大学力学和机械工程系,安徽合肥230027)

摘 要: 将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中,并根据平衡条件得出了应力场方程;充分分析流固耦合渗流的物理特性,建立起孔隙度和渗透率动态模型;依据流体力学连续性方程,考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压缩性,得到了孔隙流体的连续性方程,即渗流场方程。在以上诸方程的基础上辅助以定解条件,建立起了完备的饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型。本文还对模型进行了简化分析,并与经典一维固结理论作定性对比,分析表明,经典的固结理论可认为是本文模型的一种简化。进一步的算例求解和验证工作正在进行中。

关 键 词: 饱和多孔介质;流固耦合;有效应力原理;孔隙度和渗透率动态模型;固结方程中图分类号: O357.3 文献标识码:A

Mathematicalmodelingofflow

流体在多孔介质中的非达西效应的物理解释

摘要 自然界多孔介质的非线性流分析方法是用体积平均的方法来模拟一种媒介的发散趋同的毛细血管模型，同时要了解到责任机制为非线性,推导出物理解释色散术语在平均动量方程。与现有的周期性模型，数值模拟得到的微观流动域，与宏观系数计算协会的平均动量平衡，这导致扭曲的孔隙速度和压力场,最根本的原因在于出现非线性影响过滤速度增加。 介绍 宏观上流体在多孔介质在低速度通常是由达西定律描述,提出了一种线性驱动力之间的关系,dP/dX,过滤速度,然而,随着过滤速度超过一定的提高价值,大量的实验观测证实,达西定律必须更换由另一个历史悠久的经验公式。 ?dpμ?U???U2 (1) dxk考虑非线性的影响。在这个方程式中，K表示达西定律的渗透性，β是一个实验得出的参数称为惯性系数，并和ρ代表密度和流体的动力粘度，分别。K和β是被认为是在公式1有效范围的材料常数。程序从考虑渗透率可以处理或者是依赖速度，另一种形式的综述方程提出了：

?dp1μ?(1?Fo)μU?U (2) dxkKv在Kv=k/(1+Fo)的速度依赖性，和佛Fo

低氮燃烧技术

1 水泥窑炉系统NOX形成机理大致介绍 2 现有低氮燃烧技术大致介绍 3 低氮燃烧技术的效果 4 改变燃料物化性能 5 提高生料易烧性

6、新型干法水泥应对脱硝的相应措施

1、水泥窑炉系统NOX形成机理大致介绍 1.1NOX的生成机理

窑炉内产生的NOX主要有三种形式，高温下N2与O2反应生成的热力型NOX、燃料中的固定氮生成的燃料型NOX、低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的瞬时型NOX.

1.2热力型NOX：由于是燃烧反应的高温使得空气中的N2与O2直接反应而产生的，以煤为主要燃料的系统中，热力型NOX为辅。

? 一般燃烧过程中N2的含量变化不大，根据泽里多维奇机理，影响热力型NOX

生成量的主要因素有温度、氧含量、和反应时间。

? 热力型NOX产生过程是强的吸热反应，温度成为热力型NOX生成最显著影

响因素。研究显示，温度在1500K以下时，NO生成速度很小，几乎不生成热力型NO，1800K以下时，NO生成量极少，大于1800K时，NO生成速度每100K约增加6-7倍。

? 温度在1500K以上时，NO2会快速分解为NO，在小于1500K时，NO将转

变为NO2,一般废气中NO2占NOX的5-10%，排入大气中NO最终生成NO

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

浅析煤炭洁净燃烧技术

作者：姚福涛

来源：《中国科技博览》2017年第34期

[摘 要]煤炭是我国的主要基础能源，如何实现其洁净燃烧与高效利用，对我国的能源政策和能源安全、经济可持续发展等均具有十分重要的意义。本文首先阐述了煤清洁技术发展背景，论述了洁净煤技术包括两个方面，一是直接烧煤洁净技术，二是煤转化为洁净燃料技术，指出我国洁净煤技术技术发展方向。 [关键词]煤炭转化；洁净煤技术

中图分类号：TH972 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0063-01 一、煤清洁技术发展背景

煤炭是我国的主体能源和重要工业原料，近年来，煤炭工业？取得了长足发展，煤炭产量快速增长，生产力水平大幅提高，为？经济社会健康发展做出了突出贡献，但煤炭利用方式粗放、能效？低、污染重等问题没有得到根本解决。能源和环境是目前人类面临的重要问题，处理好这些问题。对于人类生存和社会的可持续发展有着重要的意义。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，根据我国建国后一次能源消耗的结构变化。目前煤炭占我国能源需求总量

一、电介质的极化现象

将平行平板电容器放在密闭容器中，极间抽成真空，然后在极板上施加直流电压U，这时极板上聚积有正、负电荷，其电荷量为Q0，然后把一块固体介质(厚度与极间距离相等)放在极间，施加同样的电压，就可以发现极板上的电荷增加到Q0＋Q’。这是由电介质极化现象造成的：即在外施电场作用下，此固体介质中原来彼此中和的正、负电荷产生了位移，形成电矩，使介质表面出现束缚电荷，相应地便在极板上另外吸住了一部分电荷Q’，所以极板上电荷增多，并造成电容量的增加。平行平板电容器在真空中的电容量为：

C?二、电介质的极化类型

Q?A? Ud1、电子式极化 如图1所示，当物质原子里的电子轨道受到外电场的作用时，它相对于原子核发生位移而形成极化，这就是电子极化。电子极化存在于一切气体、液体及固体介质中。其特点为：(1)形成极化所需时间极短，故εr不受频率变化影响。(2)具有弹性，当外加电场去掉后，依靠正、负电荷间的吸引力，作用中心又马上会重合在一起而整个呈现非极性，所以这种极化没有损耗。

dE

图1 电子式极化

2、离子式极化 固体无机化合物多数属于离子式结构。无外电场时，大量离子对的偶极距相互