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燃燒器流動燃燒性能數值模擬
燃燒器是發動機中溫度最高、壽命最短的部件,燃燒器內殼體壁面在高溫燃氣作用下,會發生變形、裂紋、皺曲和局部過熱等故障,為降低燃燒器壁面溫度和溫度梯度,必須對燃燒器采取有效的隔熱和冷卻措施。燃燒器溫度的計算在發動機結構、強度設計中占有重要地位,一方面,發動機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動機部件的熱應力增加,因此,對燃燒器燃燒性能進行準確計算,得出相應的溫度場、速度場及壓力場分布,對于燃燒器的研發、設計及優化意義重大。
采用FLUENT軟件對燃燒器的流動燃燒特性進行數值模擬計算,建立燃燒器流動燃燒的物理模型,研究高溫燃氣的壓力、溫度及速度分布,燃燒器內殼體內外壁面的溫度分布,冷卻水側的溫度分布和壓力損失,為相應的燃燒器研發、設計及優化提供理論依據。燃燒器在石油石化等過程工業領域應用十分廣泛,是不可缺少的工藝設備之一。在燃燒設備中,使用量最大的是管殼式燃燒器。為了防止管殼程介質因制造工藝或運行條件導致的可能互混,多采用雙管板燃燒器。
隨著燃燒設備設計和制造工業的發展,為了滿足苛刻工藝條件下燃燒設備的高效長期安全運行,嚴格防止管殼程介質的可能互混,近年來出現了雙套管雙管板燃燒器。例如,在多晶硅的制造工藝過程中無論是在其合成工序還是提純、尾氣處理過程中,為了防止管程和殼程介質的互混,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,主要結構特點是:雙管板之間有一個隔絕腔,它不與管程、殼程相通的。
