等离子发生器燃烧特性数值模拟分析

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"该文章是2006年发表在《热科学与技术》期刊第5卷第1期的一篇工程技术论文,由包吉威等人撰写。研究主要关注等离子发生器的燃烧过程,通过使用湍流扩散燃烧的简单概率密度函数模型进行数值模拟,以揭示等离子体强化燃烧的机理。" 在等离子发生器的燃烧过程中,研究人员采用了概率密度函数(PDF)模型,这是一种处理湍流燃烧的常用方法。在这个模型中,概率密度分布被特定的函数所描述,以更好地理解和预测流场内的混合现象。RNG(Renormalization Group)湍流模型被应用来计算流场中的参数,如平均混合分数、混合分数脉动均方值的关系,以及等离子发生器内部的温度、压力、速度、密度和湍动能等关键参数的分布。这些数据对于深入理解等离子体如何影响燃烧过程至关重要。 文章指出,等离子体技术在燃气轮机装置中具有显著的应用潜力,特别是在燃烧重油或低热值燃料时,可以有效改善燃烧品质,减少不完全燃烧带来的效率损失和环境污染。等离子体产生的高温可以促进更稳定的燃烧,增强燃烧效率,尤其在低工况下,可以显著提升燃气轮机的性能。 在等离子发生器中,燃料与空气混合后受到等离子体的影响,发生一系列复杂的物理化学反应。为了深入理解这些反应,文章采用了数值模拟的方法。通过模拟流体流动、传热和化学燃烧反应,可以为研究等离子体如何增强燃烧室的燃烧提供关键的理论支持。 数学模型部分,作者提到了对于等离子发生器稳态三维湍流反应流的连续方程和动量方程,这些基本方程组是解决此类问题的基础,用于描述流体的运动状态和能量传递。这些方程的解将揭示流场特性和燃烧过程的动态行为,从而为优化等离子发生器的设计和提升燃烧效率提供依据。 这篇论文对等离子发生器的燃烧过程进行了详尽的数值分析,为理解和利用等离子体强化燃烧机理提供了重要的理论依据,对工程技术领域特别是燃烧和能源领域的研究有着深远的影响。