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燃燒器流動(dòng)燃燒性能數(shù)值模擬
燃燒器是發(fā)動(dòng)機(jī)中溫度最高、壽命最短的部件,燃燒器內(nèi)殼體壁面在高溫燃?xì)庾饔孟?會(huì)發(fā)生變形、裂紋、皺曲和局部過(guò)熱等故障,為降低燃燒器壁面溫度和溫度梯度,必須對(duì)燃燒器采取有效的隔熱和冷卻措施。燃燒器溫度的計(jì)算在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)中占有重要地位,一方面,發(fā)動(dòng)機(jī)部件溫度的升高降低了材料的屈服極限和抗蠕變性能,另一方面,溫度梯度的加大使發(fā)動(dòng)機(jī)部件的熱應(yīng)力增加,因此,對(duì)燃燒器燃燒性能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算,得出相應(yīng)的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)及壓力場(chǎng)分布,對(duì)于燃燒器的研發(fā)、設(shè)計(jì)及優(yōu)化意義重大。
采用FLUENT軟件對(duì)燃燒器的流動(dòng)燃燒特性進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,建立燃燒器流動(dòng)燃燒的物理模型,研究高溫燃?xì)獾膲毫?、溫度及速度分?燃燒器內(nèi)殼體內(nèi)外壁面的溫度分布,冷卻水側(cè)的溫度分布和壓力損失,為相應(yīng)的燃燒器研發(fā)、設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供理論依據(jù)。燃燒器在石油石化等過(guò)程工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛,是不可缺少的工藝設(shè)備之一。在燃燒設(shè)備中,使用量最大的是管殼式燃燒器。為了防止管殼程介質(zhì)因制造工藝或運(yùn)行條件導(dǎo)致的可能互混,多采用雙管板燃燒器。
隨著燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)和制造工業(yè)的發(fā)展,為了滿足苛刻工藝條件下燃燒設(shè)備的高效長(zhǎng)期安全運(yùn)行,嚴(yán)格防止管殼程介質(zhì)的可能互混,近年來(lái)出現(xiàn)了雙套管雙管板燃燒器。例如,在多晶硅的制造工藝過(guò)程中無(wú)論是在其合成工序還是提純、尾氣處理過(guò)程中,為了防止管程和殼程介質(zhì)的互混,大量采用了雙套管雙管板燃燒器。雙套管雙管板燃燒器與普通的套管燃燒器相比,主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:雙管板之間有一個(gè)隔絕腔,它不與管程、殼程相通的。
