煤粉燃烧仿真过程);

煤粉燃烧仿真过程

1.导入网格，使用压力基（pressure-based）和稳态计算（steady）；

2.选择KE湍流模型；

3.激活能量方程；

4.激活组分输运模型，Mixture Material（燃料）项下选择coal-hv-volatiles-air，勾选Reactions项下

的Volumetric以激活反应，Turbulence-Chemistry-Interaction项下选择涡耗散模型Eddy-Dissipation；

5.激活辐射模型Radiation，并选择P1辐射模型；

6.设置离散相参数，在Discrete Phase项下，设置最大追踪步数为4000，指定长度尺寸为0.0025；

7.使用Define→Injections设置入射流，设置入射流入口为V-1，入射流类型Particle Type为

Combusting燃烧组份，入射流材料Material为coal-hv高挥发性煤，粒径分布Diameter Distribution 为均匀分布uniform，挥发份Devolatilizing Species为高挥发性煤hv_vol；在Point Properties项下设置进口特性，温度Temperature设定为343K，Z方向速度Z-velocity设定为23.11，质量流量Total Flow Rate（kg/s）设置为0.00018264，直径Diameter为1e-6；在Turbulent Dispersion项下激活随机轨道模型Discrete Random Walk Model，轨道数Number of Tries设置为10，尺度长度Time Scale Constant设置为0.15；如果有多股粒径不同的质量流，也可以使用同样的方法设置其它的几股质量流；

8.修改混合物的物性：在FLUNET材料面板上导出CO，并将CO导入到混合物组分中；

9.在反应面板Reactions内修改化学反应；

这里有两步化学反应：

第一步是挥发性煤hv_vol与氧气o2反应生成一氧化碳co、二氧化碳co2、水h2o和氮气n2，当量比Stoich Coefficient分别如下图所示；

第二步是一氧化碳co与氧气o2反应生成二氧化碳co2；

到这些反应设置完成，点击Chang/Create后可能会弹出警告，提示反应1当量质量不守恒，这里不用管它，直接进行其它的设置。

10.将材料导热系数设定为线性分布polynomial，并如下图设定两个系数；

11.将材料粘性设定为线性分布polynomial，并如下图设定两个系数；

12.吸收系数Absorption Coefficient(1/m)使用wsggm-domain-based模型，散射系数Scattering

Coefficient(1/m)设为0.5；

13.双击coal-hv设置燃烧组份，密度为1000，比热为1100，潜热为0，挥发份的挥发温度为343K；

挥发份的质量分数为55%；扩散率为3e-5；燃尽焦炭当量比为2.67，焦炭中可燃物的质量分数设定为36.7，燃尽的反应热3.29e+07；被固体吸收的热量设定为0；燃烧模型选择动力和扩散限制的kinetics/diffusion-limited，参数见本步的最后一张图；

注：这里实际的汽化温度为773K，此处将汽化温度设定为343K，是为了使挥发份在低温时就能够挥发，有利于燃烧的进行，相当于一个点火过程；反应进行之后，还是需要将此处的343K改为实际挥发温度773K；

14.将所有物性（仅气体）的比热都调成分段线性，然后关闭材料面板；

15.导入UDF，并且在导入时勾选Display Assembly Listing和Use Contributed CPP，此处UDF设置的

是边界壁面上的温度；

16.设定边界条件：

（1）进口V-1，速度23.11m/s，湍流强度10%，水力直径0.013m，温度343K；氧气0.2315；辐射率为1；离散相逃逸escape；

（2）进口V-2，照如下设置；

（3）压力出口p-1：出口表压为零，回流湍流强度10%，水力直径1m；回流温度1000K；回流氧气质量分数为0.2315；

（4）设定壁面边界条件

壁面w-1：温度设定为343K，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.6；

壁面w-2：温度设定为573K，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.6；

壁面w-3：温度设定为873K，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.6；

壁面w-4：温度设定为1273K，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.5；

壁面w-5：温度设定为UDF控制的，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.5；

壁面w-6：温度设定为UDF控制的，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.5；

壁面w-7：温度设定为UDF控制的，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.5；

壁面w-8：温度设定为1323K，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.5；

壁面w-9：温度设定为1073K，内部辐射率Internal Emissivity设定为0.5；

由于本例使用的是1/4模型，周期边界条件使用旋转周期；

17.先取消反应流的勾选，并关闭辐射模型，以求解冷态流场（不计算燃烧场）；

18.使用Solution Initialization对计算域进行初始化，从所有区域开始计算，并使用Run Caculation开

始计算，假设迭代1000步；

19.为了使计算更容易收敛，可以调整松驰因子；