基于计算流体动力学的燃烧箱热学特性建模及优化

摘要

cqvip:燃烧箱是用于森林火灾研究的重要且有效的实验设备。不良的热设计将对燃烧箱的实验结果造成影响。传统的燃烧箱设计多以传热学理论为基础,结合工程经验,得到燃烧箱内部的温度及流速分布状态,并基于该分布状态进行设计及优化。此方法缺乏对燃烧反应热的描述,且忽略了在燃烧箱工作过程中对流方式的变化。本文基于计算流体动力学理论(CFD),考虑流体运动及燃烧反应对燃烧箱的温度及流速分布状态的影响,结合3类传热模型与流体运动模型,提出一种计算燃烧箱热学特性的"热-流"耦合建模方法。最后,使用该模型对燃烧箱内热学特性及烟气运动状态进行直观描述,得到轴流风机流量对燃烧箱内温度分布的影响规律,优化风机流量。该模型可有效解决燃烧箱设计中的热学问题,对燃烧箱的优化设计具有重要的指导意义。