定义燃烧室物理

反应物理模型能模拟燃烧室内的燃烧情况。协同仿真模型能在反应通道的燃烧室与塞流反应器代码之间交换数据。

指定为燃烧室内的热流建模时使用的物理模型。同时激活协同仿真模型。
  1. 对于物理连续体,连续体 > Physics 1,按顺序选择下列模型:
    组合框 模型
    空间 三维(自动选定)
    时间 定常
    材料 多组分气体
    反应项 反应
    反应流体模型 小火焰
    小火焰模型 小火焰生成流形 (FGM)

    FGM 反应(自动选定)

    流体

    分离流(自动选定)

    梯度(自动选定)

    理想气体(自动选定)

    湍流(自动选定)

    分离流体焓(自动选定)

    雷诺平均纳维-斯托克斯(自动选定)

    过程变量源 湍流火焰速度封闭 (TFC)
    雷诺平均湍流

    K-Epsilon 湍流

    可实现的 K-Epsilon 两层模型(自动选定)

    壁面距离(自动选定)

    两层全 y+ 壁面处理(自动选定)

    可选模型 辐射

    表面材料(自动选定)

    辐射 参与介质辐射 (DOM)
    辐射光谱(参与) 灰体热辐射
    可选模型 协同仿真
    协同仿真模型

    反应通道

    反应通道稳态耦合(自动选定)

    可选模型 单元质量校正
  2. 单击关闭。
指定燃烧室内的化学组分:
  1. 右键单击 Physics 1 > FGM 表生成器 > 表化学定义节点并选择导入化学定义(Chemkin 格式)。
  2. 在导入 Chemkin 文件对话框中:
    1. 确保已激活导入传输属性文件。
    2. 导入下表中指定的文件:
      化学机制文件 grimech30.dat
      热力学属性文件 thermo30.dat
      传输属性文件 transport.dat
    3. 单击确定。
在构建 FGM 表之前,确保该表包含在后处理阶段进行分析所需的所有组分。例如,监视燃烧室中 CO 的排放非常有用。此外,可视化中间组分 OH 可以粗略地指示火焰前缘的位置。
  1. 添加组分以进行后处理:
    1. 选择 FGM 表生成器 > 参数 > 制表组分节点,然后单击 (自定义编辑器)。
    2. 在制表组分 - 组分窗口中,选择 CO2、CO 和 OH。
    3. 单击确定。
  2. 创建 FGM 表:
    1. 选择 FGM 表生成器 > 流体束 > 燃料节点,然后在流体束分量旁边单击 (自定义编辑器)并进行以下设置:
      CH4 0.052244
      H2 0.003158
      N2 0.724412
      O2 0.220186
      默认情况下,氧化剂的成分设为空气成分。
    2. 单击确定。
    3. 右键单击 Physics 1 > FGM 表生成器 > FGM 表节点,然后选择生成 FGM 库并构建表。
    FGM 表生成的进度将显示在输出窗口中。
为精确反映气体组分的行为,应指定多种材料特性。由于此模拟中使用了参与媒介辐射,所以必须指定光程长度,以计算吸收系数。之前已使用以下关系中的两个总和报告(“体积”和“总表面积”)的结果计算了光程长度 (OPL):
OPL⁢=3.6VolumeTotal⁢   Surface⁢  Area
(5412)
  1. 展开多组分气体 > 材料特性节点,然后设置下列属性:
    节点 属性 设置
    吸收系数 方法 灰气体加权求和
    灰气体加权求和 光程长度 0.75 m
    湍流普朗特数
    常数 值 0.7
    湍流施密特数
    常数 值 0.7
  2. 定义表面材料并指定辐射属性:
    1. 选择 Physics 1 > 表面材料 > 表面材料 > 默认节点,然后将其重命名为 Furnace Walls。
    2. 选择 Furnace Walls > 材料属性 > 发射率 > 常数节点,然后将值设为 0.85。
    3. 右键单击表面材料 > 表面材料节点并选定选择表面材料。
    4. 在选择表面材料对话框中,选择 Cast Iron (Cast Iron),然后单击应用和关闭。
    5. 选择 Cast Iron 节点,然后将其重命名为 Furnace Pipes。
    6. 选择 Furnace Pipes > 材料属性 > 发射率 > 常数节点,然后将值设为 0.6。
  3. 设置点火器:
    1. 右键单击 Physics 1 > 点火器节点,然后选择新建。
    2. 展开Physics 1 > 点火器 > 过程变量点火器 1 节点,然后设置以下属性:
      属性 设置
      过程变量点火器 1 部件 点火器 1 和点火器 2
      脉冲 点火器结束迭代/时间 50.0
  4. 保存模拟。