重庆某高校：《高等内燃机原理》课程教学资源（PPT课件）模块六 专题讲座_第3次 热辐射的相关问题研究（燃烧过程中的热辐射相关问题研究进展）

燃烧过程中的热辐射相关冋 题研究进展

1 燃烧过程中的热辐射相关问 题研究进展

报告内容 ■燃烧学基本科学问题 ■燃烧中的热辐射若干重要问题 ■本课题组主要研究进展 ■结论

2 ◼ 燃烧学基本科学问题 ◼ 燃烧中的热辐射若干重要问题 ◼ 本课题组主要研究进展 ◼ 结 论 报告内容

报告内容 ■燃烧学基本科学问题 ■燃烧中的热辐射若干重要问题 ■本课题组主要研究进展 ■结论

3 ◼ 燃烧学基本科学问题 ◼ 燃烧中的热辐射若干重要问题 ◼ 本课题组主要研究进展 ◼ 结 论 报告内容

燃烧学基本科学问题 单相、多相; 湍流流动 层流、湍流; 破碎、凝并; 扩散、混合 三者之间相互耦合、 相互作用 V、凹η日 化学反应,能量平衡 辐射传热 温度分布

4 燃烧学基本科学问题 湍流流动 化学反应 辐射传热 燃烧学 单相、多相； 层流、湍流； 破碎、凝并； 扩散、混合… 单相、多相； 基元、总包； 效率、污染… 气相、固相 能量平衡、 温度分布 三者之间相互耦合、 相互作用

报告内容 ■燃烧学基本科学问题 ■燃烧中的热辐射若干重要问题 本课题组主要研究进展 ■结论

5 ◼ 燃烧学基本科学问题 ◼ 燃烧中的热辐射若干重要问题 ◼ 本课题组主要研究进展 ◼ 结 论 报告内容

燃烧中的热辐射若干重要问题 1.热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 2.非灰性气体介质辐射特性的影响 3.烟黑(soot)的辐射特性及其影响 4.湍流辐射耦合作用(TRI)的影响

6 1. 热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 2. 非灰性气体介质辐射特性的影响 3. 烟黑（soot）的辐射特性及其影响 4. 湍流-辐射耦合作用（TRI）的影响 燃烧中的热辐射若干重要问题

燃烧中的热辐射若干重要问题 1.热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 2.非灰性气体介质辐射特性的影响 3.烟黑(soot)的辐射特性及其影响 4.湍流辐射耦合作用(TRI)的影响

7 1. 热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 2. 非灰性气体介质辐射特性的影响 3. 烟黑（soot）的辐射特性及其影响 4. 湍流-辐射耦合作用（TRI）的影响 燃烧中的热辐射若干重要问题

1.热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 口研究对象 一台轴对称炉膛内旋流天然气扩散燃烧火焰 √采用灰性辐射假设、离散传递法〔DT)和六通量辐射樸型 900mm 106mm 150mm 空气入口 燃料入口 出口 对称轴 [1Keramida, Liakos, Fount, et al. Radiative heat transfer in natural gas-fired furnaces. International Journal of Heat Transfer200043·1801-1809

8 1. 热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 [1] Keramida, Liakos, Founti, et al. Radiative heat transfer in natural gas-fired furnaces. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2000, 43: 1801-1809  研究对象 ✓ 一台轴对称炉膛内旋流天然气扩散燃烧火焰 ✓ 采用灰性辐射假设、离散传递法（DT）和六通量辐射模型

1.热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 口输入条件和流体特性参数 燃料入口区域(mm)从r=0.0到 r=6.0 空气入口区域mm)从r=16.5到 r=275 炉膛直径mm) 150.0 炉膛长度(mm) 900.0 入口边界条件 燃料 空气 轴向速度 15.0 12.8 径向速度 0.0 0.0 湍动能 2.26 1.63 湍流耗散率 1131.8 692.0 温度 295 295 旋流数 0.0 0.4 组分(摩尔分数)燃料空气 02 0.0 0.2315

9 燃料入口区域(mm) 从r=0.0 到 r=6.0 空气入口区域(mm) 从r=16.5 到 r=27.5 炉膛直径(mm) 150.0 炉膛长度(mm) 900.0 入口边界条件 燃料 空气 轴向速度 15.0 12.8 径向速度 0.0 0.0 湍动能 2.26 1.63 湍流耗散率 1131.8 692.0 温度 295 295 旋流数 0.0 0.4 组分（摩尔分数） 燃料 空气 O2 0.0 0.2315 N2 0.0 0.7685 1. 热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响  输入条件和流体特性参数

1.热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响 口计算结果与实验的比较 2500 ●与实验结果相比,考虑 2250 辐射传热的温度计算结果, 200 不论是采用离散传递法, 1750 还是六通量法,都比不考 1500 -…n#∷:∷:: 虑辐射传热的温度计算结 1250 果都更接近试验结果。 1000 750 不考虑辐射 …离散传递法 不考虑辐射传热,温度 500 六通量法 ◆实验值 预测将大大偏离实验曲线。 250 0 0.2 04 0.6 0.8 轴向距离(m) 沿炉膛中心线的温度变化

10 沿炉膛中心线的温度变化 ⚫ 与实验结果相比，考虑 辐射传热的温度计算结果， 不论是采用离散传递法， 还是六通量法，都比不考 虑辐射传热的温度计算结 果都更接近试验结果。 ⚫ 不考虑辐射传热，温度 预测将大大偏离实验曲线。 1. 热辐射对燃烧中能量和温度分布的影响  计算结果与实验的比较