煤粉燃烧数学模型PPT学习教案

1、会计学1煤粉燃烧煤粉燃烧(rnsho)数学模型数学模型第一页，共121页。中，人们在开发燃烧通用商业化程序的同时，将重点放在其涉及的煤的燃烧过程的机理研究方面，使各种机理模型更加接近实际的应用要求。第1页/共121页第二页，共121页。4.方法(fngf)可用于复杂系统，尽管精度尚需提高但仍能得到有益的结果。5.由于程序的广泛性，不可能对各个子模型给出充分、完整的评价，但其总体参数的评价仍是可靠的。第2页/共121页第三页，共121页。浓度场、传热、传质、流动等特性，这表明用数学方法来描述这种过程是可能的。第3页/共121页第四页，共121页。9) 提出合适的优化运行方式；10) 控制污染物排

2、放的可行措施。第4页/共121页第五页，共121页。第5页/共121页第六页，共121页。第6页/共121页第七页，共121页。物理化学现象子模型煤颗粒扩散两相流湍流扩散煤颗粒蒸发水份蒸发气相湍流气相湍流气相回流气相湍流，旋转流场气-煤，颗粒导热/传热对流传热气-煤，气-周围辐射传热辐射传热颗粒-颗粒相互作用相间传输颗粒挥发份析出挥发份析出颗粒焦-氧，蒸汽反应异相反应颗粒多孔介质内孔反应与扩散内孔隙传质与扩散煤的结团与破碎煤粒形态变化气体-挥发物反应湍流燃烧模型污染物形成NOx，SO2生成模型灰渣形成灰渣形成结灰、除渣、磨损灰，颗粒/壁面相互作用第7页/共121页第八页，共121页。第8页/共

3、121页第九页，共121页。第9页/共121页第十页，共121页。)(pspppphhdtdmdtdimQprpcpQQQ第10页/共121页第十一页，共121页。)1 ()(wwjjimwgwjjiwmgimwwmmxdNuxxAnDCNuMmwfjjwhQQm)()(max第11页/共121页第十二页，共121页。第12页/共121页第十三页，共121页。第13页/共121页第十四页，共121页。3/15 . 0Re654. 02ScSh第14页/共121页第十五页，共121页。(1) 水份蒸发时，颗粒从球体变为多棱体，同时直径保持不变，颗粒产生结团，结团直径与初始滴径相同，同时也有二次雾

4、化和破碎产生。(2) 颗粒相在分解过程中， 颗粒从多棱体变为近球形， 对于烟煤， 膨胀因子=1.1，颗粒在挥发份不均匀析出时形成空心球或“C”形球，也可能发生爆裂破碎。(3) 焦炭反应时，焦粒的尺寸和密度都发生变化，描述为：颗粒重量WWupp01() (9-36)颗粒直径ppu01 () (9-37)颗粒密度ppu01() (9-38)式中, Wp 为颗粒重量；u 为颗粒失重率；，满足：3+=1；等密度变直径：p=p0，=1/3，=0；等直径变密度：p=p0，=0，=0。对于通常不同的煤焦燃烧，可取不同的，来模化。 第15页/共121页第十六页，共121页。KjkkjkjjkRxmxmvxmt

5、)/(/)()(KKjjRvxt)(第16页/共121页第十七页，共121页。vijijijjiSxvvxtv)(第17页/共121页第十八页，共121页。vFqvxTKxhvxhtrjijjiii)()()(第18页/共121页第十九页，共121页。kjkkjkjjkkjkjkjjkkRxmxmvvmmvmvmvxmmt)()()(kkjjjRvvxt)(第19页/共121页第二十页，共121页。viSxvvvvvvvvvvxvvtijjijijjiijijjii)()()()(3232)(ijjiijjiijjiijjiijijxvxvxvxvxvxvp第20页/共121页第二十一页，共1

6、21页。hjkkkkjjjjjjSxmhxTkxvhhhhvhvhxhht)()()(第21页/共121页第二十二页，共121页。SxxvvVvvxtjjjjjjjj)()(第22页/共121页第二十三页，共121页。)(ijjitjitxvxvvvtmttvlyu/第23页/共121页第二十四页，共121页。yulvmtyuyulmt2第24页/共121页第二十五页，共121页。2)()2/()()(jjiiijiiijijijxvvTgvvvxKvpvvxKvxKtlKCt2/1)(21232221vvvK第25页/共121页第二十六页，共121页。lKCGGxKxKvxKtDbijttj

7、ij2/1)()()(lkCtte2/1 ijijiitixvxvxvG)(ittkbxTgG第26页/共121页第二十七页，共121页。littiiiSxlxlvxlt)()()()()()()(21CGCkxxvxtkjttjij第27页/共121页第二十八页，共121页。ijijijbijijKijijijjijillkkjikkjiGpGGCGpCKvvkCvvxvvkCxvvvxvvt32)32()32()32()()()(321第28页/共121页第二十九页，共121页。 tKxvKxCkv vkxGGkkkkjkkb()()() (9-70) txvxCkv vxCkGGCRCk

8、kkkk iklkbf()()()()()/ 1333 (9-71) )()(32)1 (TvgTvgxvvvxvvvkkvvjiiikikjkikiijji (9-72) v TkCv vTxCv TvxCg TiTi kkTkikTi123211()()() (9-73) TRkv TTxkk22 (9-74)第29页/共121页第三十页，共121页。第30页/共121页第三十一页，共121页。vFqqvxTkxhvxhtcrjijijij)()()()(第31页/共121页第三十二页，共121页。)(1000)37. 01 () 1 . 0/ )(/6 . 178. 0(22222COO

9、HgCOOHOHappTpppppKdIKIKIKKdSdIsbasa044)(,第32页/共121页第三十三页，共121页。第33页/共121页第三十四页，共121页。2/ )(xxxqqq)(2bxaxEqkq第34页/共121页第三十五页，共121页。n(qy)的工作量，因为需要求解各区域(qy)间的辐射交换面积，等于是直接求解多个重积分，占用了大量时间，所以对于只有可能分成少数区域(qy)的时候，才有较好的实用意义。第35页/共121页第三十六页，共121页。第36页/共121页第三十七页，共121页。第37页/共121页第三十八页，共121页。第38页/共121页第三十九页，共121

10、页。第39页/共121页第四十页，共121页。第40页/共121页第四十一页，共121页。第41页/共121页第四十二页，共121页。第42页/共121页第四十三页，共121页。第43页/共121页第四十四页，共121页。第44页/共121页第四十五页，共121页。第45页/共121页第四十六页，共121页。第46页/共121页第四十七页，共121页。第47页/共121页第四十八页，共121页。第48页/共121页第四十九页，共121页。第49页/共121页第五十页，共121页。第50页/共121页第五十一页，共121页。第51页/共121页第五十二页，共121页。第52页/共121页第五十三

11、页，共121页。第53页/共121页第五十四页，共121页。第54页/共121页第五十五页，共121页。第55页/共121页第五十六页，共121页。第56页/共121页第五十七页，共121页。第57页/共121页第五十八页，共121页。第58页/共121页第五十九页，共121页。第59页/共121页第六十页，共121页。第60页/共121页第六十一页，共121页。第61页/共121页第六十二页，共121页。第62页/共121页第六十三页，共121页。第63页/共121页第六十四页，共121页。第64页/共121页第六十五页，共121页。第65页/共121页第六十六页，共121页。第66页/共1

12、21页第六十七页，共121页。第67页/共121页第六十八页，共121页。第68页/共121页第六十九页，共121页。第69页/共121页第七十页，共121页。等经历变化，在气相单元边界上记录质量，动量和能量、组分、提供气相求解的源项，再解气相场，反复直到收敛。第70页/共121页第七十一页，共121页。第71页/共121页第七十二页，共121页。Fdtvdmpp即是颗粒受力的总和(zngh)，一般包括：稳态气动阻力，浮力，虚假质量效应，Basset力，Magnus效应，Saffman升力和热泳力等，在颗粒反应过程中由于表面质量流动不均匀引起的推力作用第72页/共121页第七十三页，共121页

13、。第73页/共121页第七十四页，共121页。提出者名称主要思想方法Spalding857无滑移模型颗粒相类似于流体相的组分 SIMPLE 法S.L. Soo858小滑移连续介质模型颗粒相为连续介质， 颗粒与流体间存在湍流扩散SIMPLE 法Spalding859滑移-扩散连续介质模型颗粒相为连续介质， 颗粒与流体间存在相对运动和湍流扩散，IPSA 法Growe99分散颗粒群轨道模型单独考察颗粒的运动轨迹，无湍流扩散 PSIC 法Smith488和 ABBAS860分散颗粒群颗粒漂移速度和漂移力修正模型以漂移速度或漂移力对湍流扩散进行修正， 从而修正颗粒轨迹，欧拉法结合拉格朗日法Boysan

14、等861分散颗粒群的颗粒半随机轨道模型用随机的方法确定初始轨道并考虑扩散， 欧拉法+拉格朗日法+随机法岑可法等862分散颗粒群的脉动频谱随机轨道模型以傅氏级数来模拟气流的湍流脉动， 考虑了相对运动、脉动频谱、湍流扩散和随机轨道第74页/共121页第七十五页，共121页。Sgradudivt)()(各项相应称为时间导数(do sh)项、对流项、扩散项和源项第75页/共121页第七十六页，共121页。用数值方法求解。n. 耦合。构成方程组的各方程不互相独立，因变量交错地存在于各个方程中。因此不能直接求解，而必须选代求解。第76页/共121页第七十七页，共121页。该方法的任务是提供一组关于这些未知

15、量的代数方程并规定求解这组方程的算法。第77页/共121页第七十八页，共121页。得有可能用比较容易求解的简单的代数方程取代前面提到过的控制微分方程。第78页/共121页第七十九页，共121页。管在网格结点数非常大的极限条件下，预计所有这些可能类型的离散化方程将会给出相同的解。离散化方程的不同形式起因于分布假设以及推导方法的不同。第79页/共121页第八十页，共121页。A固定网格，在容积不断随活塞位置变化的区域B取拉伸式网格，在活塞内部区域C取运动但相对位置固定的网格。第80页/共121页第八十一页，共121页。第81页/共121页第八十二页，共121页。第82页/共121页第八十三页，共1

16、21页。的，视问题的需要而定。此外网格还可以设计为自动调节的，即所谓自适应网格。第83页/共121页第八十四页，共121页。第84页/共121页第八十五页，共121页。第85页/共121页第八十六页，共121页。第86页/共121页第八十七页，共121页。CNNSSWWeePPSAAAAALLHHNNSSWWEEPPPPAAAAAAAA第87页/共121页第八十八页，共121页。第88页/共121页第八十九页，共121页。的初始值。注意这里解差分方程需要的初始值与解微分方程需要的初始条件并非一回事。第89页/共121页第九十页，共121页。n ,2222221)(21)(dxdxdxdx222

17、2223)(21)(dxdxdxdxxdxd2)(1322231222)(2)()(xdxd第90页/共121页第九十一页，共121页。第91页/共121页第九十二页，共121页。第92页/共121页第九十三页，共121页。上的复杂性之外，变分公式的主要缺点在于它的适用范围有限，因为我们所感兴趣的所有的微分方程都不存在变分原理。第93页/共121页第九十四页，共121页。分。这样做的结果，我们就得到了一个包含有一组网格结点处的值的离散化方程。第94页/共121页第九十五页，共121页。第95页/共121页第九十六页，共121页。w分量的网格点位于网格P的与z方向垂直的界面的中心。因此，在同一个

18、三维积分区域内就有四组不同的网格交错排列。第96页/共121页第九十七页，共121页。第97页/共121页第九十八页，共121页。第98页/共121页第九十九页，共121页。第99页/共121页第一百页，共121页。第100页/共121页第一百零一页，共121页。p；n. 求出速度校正值u和v，校正速度分布，但不用p校正压力分布；n. 如果需要，求解(qi ji)其它变量的方程；n. 重复上述第2至第7步，直至收敛。第101页/共121页第一百零二页，共121页。燃烧程序时，可以根据进气是预混的还是未混合的来选择(xunz)两种不同的方法。迭代直接开始去计算需要的平衡态解或化学动力学解。这样迭代计算，如果收敛且计算结果合理，则可将辐射换热加入到循环之中，最后，要利用各个模型的最精确的公式，得到满足全部方程及边界条件的最终稳定解。第102页/共121页第一百零三页，共121页。第103页/共121页第一百零四页，共121页。第104页/共121页第一百零五页，共121页。第105页/共121页第一百零六页，共121页。第106页/共121页第一百零七页，共121页。第107页/共121页第一百零八页，共121页。第108页/共121页第一百零九页，共121页。第1