)
[0045](5)P4:z = 74.5mm
[0046](6)P5:z = 88.7mm
[0047](7)outlet:z = 300mm
[0048]如图3、4所示，为本实施例中的中心截面及Pl截面的网格模型示意图；
[0049]在本实施例中，网格划分采用Gambit2.4.6软件进行，网格采用四面体网格，模型总共网格数200万，保证了划分过程的准确性和划分速度，可以理解的，划分网格的方式可以使多种多样的，不限于此。
[0050]步骤S103:设置所述网格模型的初始边界条件；
[0051]在本步骤中，设置所述网格模型的初始边界条件，具体包括以下步骤:
[0052]设置燃料的组分及物态；设置火焰参数；设置燃料消耗量；设置过量空气系数；设置压力速度的耦合采用SIMPLE算法求解。
[0053]在本实施例中，具体的初始边界条件如下:
[0054](I)燃料为液体状态的甲醇(80% )和乙醇(20% )，经过雾化燃烧，进入燃烧室后为气态；
[0055](2)火焰参数为小火，燃料消耗量为2.2kg/h ；
[0056](3)过量空气系数设定为1.2 ；
[0057](4)压力速度的耦合采用S頂PLE算法求解，采用S頂PLE算法进行速度分量和压力方程的分离式求解时，计算步骤如下:1)假定一个速度分布，记为uO, v0, w0，以此计算动量离散方程中的系数及常数项；2)假设一个压力场PO ;3)依次求解动量方程，得ul，vl，wl ;
4)对压力加以修正，得pi ;5)根据pi改进速度值；6)利用改进后的速度场求解那些通过源项物性等与速度场耦合的Φ变量，如果Φ变量并不影响流场，则应在速度场收敛后再求解；7)利用改进后的速度场重新计算动量离散方程的系数，并利用改进后的压力场作为下一层次迭代计算的初值。重复上述步骤，直到获得收敛的解。
[0058]步骤S104:根据所述计算模型及设置了初始边界条件后的网格模型，测量出各代表截面的速度场、温度场、组分场。
[0059]在本实施例中，所述组分场包括O2浓度场、CO 2浓度场、CO浓度场、C 2Η50Η浓度场、CH3OH浓度场。
[0060]如图5、6所示，为本实施例中的中心截面及Pl截面温度场的示意图，从图中可以得出，该燃烧器着火距离适中，火焰形成较好，在燃烧器空气喷口上部形成1100-1400K(827-1127°C )稳定火焰，温度分布较均匀。燃烧器内部火焰较均匀，集中在中心，不会对燃烧器造成烧蚀；出口(outlet)温度在1000K(727°C )作用，且十分均匀，表明燃烧效果较好，燃烧稳定。空气喷嘴与中心轴线偏离角度，形成旋转气流，模拟效果明显，有利于燃料的雾化及燃烧。
[0061 ] 如图7、8所示，为本实施例中的P2及P3截面温度场的示意图，从图中可以看出，中间层和上层空气喷口横截面最高温度出现在燃烧器中心轴线附近，最高温度为1600K。空气从环状空气喷口喷入，射流刚性保持比较好，没有出现射流倾斜的状况，说明空气配风较好，有利于后期的燃烧。
[0062]如图9、10、11、12、13、14所示，速度场与燃烧器结构相符合，对成性较好。02、CO2,CO浓度场符合燃烧规律。从O2浓度场分布可以看出，在燃烧器喷口区域附近的位置，02浓度较高，燃料在喷口附近剧烈燃烧，CO浓度较高，在燃烧器下游的位置，0)2浓度大量产生，而且C2H50H、CH3OH燃烧充分。
[0063]根据各代表截面的速度场、温度场、组分场对燃烧器热态特征进行分析，根据分析结果对燃烧器进行改造。上述燃烧器热态特征测量方法通过建立计算模型，得到燃烧器内各个代表截面的速度场、温度场和组分场，从燃烧机理角度认识燃烧器区别于传统燃烧器的技术领先性，从理论上了解其设计合理性，且该燃烧器热态特征测量方法测试周期短、测量精度高，能为燃烧器的应用和推广提供重要的理论指导和技术保证。
[0064]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0065]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种燃烧器热态特征测量方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)建立用于模拟燃烧器燃烧状况的计算模型； (2)根据燃烧器的结构特征选取代表截面，对所述代表截面进行网格划分，得到对应的网格模型； (3)设置所述网格模型的初始边界条件； (4)根据所述计算模型及设置了初始边界条件后的网格模型，测量出各代表截面的速度场、温度场、组分场。2.根据权利要求1所述的燃烧器热态特征测量方法，其特征在于，步骤(I)中，所述建立用于模拟燃烧器燃烧状况的计算模型具体包括分别建立燃烧器的湍流流动模型和辐射传热模型。3.根据权利要求1所述的燃烧器热态特征测量方法，其特征在于，步骤(4)中，所述组分场包括O2浓度场、CO 2浓度场、CO浓度场、C 2Η50Η浓度场、CH3OH浓度场。4.根据权利要求1所述的燃烧器热态特征测量方法，其特征在于，步骤(3)中，设置所述网格模型的初始边界条件具体包括:设置燃料的组分及物态；设置火焰参数；设置燃料消耗量；设置过量空气系数；设置压力速度的耦合采用SIMPLE算法求解。5.根据权利要求1所述的燃烧器热态特征测量方法，其特征在于，在步骤(4)后还包括以下步骤: 根据各代表截面的速度场、温度场、组分场对燃烧器热态特征进行分析，根据分析结果对燃烧器进行改造。
【专利摘要】本发明公开了一种燃烧器热态特征测量方法，包括如下步骤：(1)建立用于模拟燃烧器燃烧状况的计算模型；(2)根据燃烧器的结构特征选取代表截面，对所述代表截面进行网格划分，得到对应的网格模型；(3)设置所述网格模型的初始边界条件；(4)根据所述计算模型及设置了初始边界条件后的网格模型，测量出各代表截面的速度场、温度场、组分场。上述燃烧器热态特征测量方法通过建立计算模型，得到燃烧器内各个代表截面的速度场、温度场和组分场，从燃烧机理角度认识燃烧器区别于传统燃烧器的技术领先性，从理论上了解其设计合理性，且该燃烧器热态特征测量方法测试周期短、测量精度高，能为燃烧器的应用和推广提供重要的理论指导和技术保证。
【IPC分类】G01M99/00
【公开号】CN105043798
【申请号】CN201510405194
【发明人】陶积勇, 李德波, 卢昌锐, 徐庆富
【申请人】桂林市淦隆环保科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月10日