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冷气射流对壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布影响数值研究
摘要
壁式火焰稳定器在工业领域中具有广泛的应用，在其设计中考虑到了许多参数。本文使用数值模拟方法，对冷气射流对壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布的影响进行了研究。通过对射流速度、进口宽度、流量和温度等参数进行模拟，探究了这些参数的变化对壁式火焰稳定器流场特性的影响。结果表明，壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布受冷气射流影响较大，射流速度、进口宽度、流量和温度等参数变化对其流场特性及壁温分布具有显著影响。
关键词：壁式火焰稳定器；冷气射流；流场特性；壁温分布；数值模拟
Abstract
Wallflamestabilizerhasawiderangeofapplicationsintheindustrialfield,andmanyparametersareconsideredinitsdesign.Inthispaper,numericalsimulationmethodisusedtostudytheinfluenceofcoldairjetontheflowfieldcharacteristicsandwalltemperaturedistributionofwallflamestabilizer.Bysimulatingtheparameterssuchasjetvelocity,inletwidth,flowrateandtemperature,theimpactoftheseparametersontheflowfieldcharacteristicsofwallflamestabilizerwasexplored.Theresultsshowthattheflowfieldcharacteristicsandwalltemperaturedistributionofwallflamestabilizeraregreatlyinfluencedbythecoldairjet,andthechangesinparameterssuchasjetvelocity,inletwidth,flowrateandtemperaturehavesignificantinfluenceontheflowfieldcharacteristicsandwalltemperaturedistribution.
Keywords:wallflamestabilizer;coldairjet;flowfieldcharacteristics;walltemperaturedistribution;numericalsimulation
正文
一、引言
随着工业领域的不断发展，壁式火焰稳定器在其中的应用也越来越广泛。壁式火焰稳定器的设计可以通过调整其结构参数、进口条件等来实现其性能的优化。在壁式火焰稳定器的设计中，漩涡燃烧是实现高效燃烧和减少氮氧化物排放的关键。而通过冷气射流的加入可以有效地影响漩涡燃烧的运动，提高其燃烧效率和稳定性。因此，研究冷气射流对壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布的影响具有一定的意义。
本文旨在通过数值模拟方法，对冷气射流对壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布的影响进行研究。通过调整射流速度、进口宽度、流量和温度等参数来探究这些参数的变化对壁式火焰稳定器流场特性的影响，为壁式火焰稳定器的设计和优化提供一定的指导意义。
二、数值模拟方法
本文采用计算流体力学软件Fluent对冷气射流对壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布的影响进行数值模拟。具体方法如下：
1.准备模型
本文选取壁式火焰稳定器作为研究对象，将其进行三维建模。在模型中设置壁式火焰稳定器进口宽度、高度和流道长度等参数，并设置冷气射流的射流方向和参数。最后将模型导入Fluent中进行模拟处理。
2.建立数值模型
在Fluent中先经过一些准备工作，如选择数值模型、设定边界条件等。本文选取动量方程和能量方程作为数值模型，并设定进口、出口、壁面等为边界条件。
3.模拟数值计算
完成模型的准备工作后，进行数值计算。本文采用了标准k-ε湍流模型进行计算，并采用显示格式进行离散化，通过迭代方法求解得到模型中的流场特性和壁温分布等信息。
三、数值模拟结果及分析
本文通过数值模拟方法，研究了冷气射流对壁式火焰稳定器流场特性及壁温分布的影响。通过对射流速度、进口宽度、流量和温度等参数进行模拟，探究了这些参数的变化对壁式火焰稳定器流场特性的影响。结果如下：
1.射流速度的影响
将冷气射流速度从5m/s提高到10m/s，发现壁式火焰稳定器中的流场结构发生了明显变化。在进口处出现了大量高速气流，流量分布更加均匀。同时，壁面温度分布也随之发生了变化，温度分布更加平坦。
2.进口宽度的影响
将壁式火焰稳定器进口宽度从20cm提高到30cm，发现壁