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<二氯乙烷燃烧模型和涡流模型>
  

    工业二氯乙烷裂解炉采用侧壁烧嘴供热燃烧模式。裂解炉炉墙两侧分别设有四排喷嘴,共136个,各喷嘴周围设置了自然进风的空气进风口,燃料先通过预热达到800C再与空气混合,高速喷射进入炉膛内燃烧。在CFD中,燃料气燃烧可分为非预混二氯乙烷燃烧模型、半预混二氯乙烷燃烧模型、全预棍二氯乙烷燃烧模型三种模式。本文根据二氯乙烷裂解炉燃料气进料方式,采用全预混二氯乙烷燃烧模型对炉膛内的燃烧进行CFD模拟。二氯乙烷裂解炉燃料气采用液化石油气(LPG),主要成分包C3H}/C4HbJC4HslCaHloJHz,合计占99.9%以上,而针对其中的一些微量不确定的组分,本文采用用Hz取代这些组分的含量。燃料气的燃烧过程有着非常复杂的机理。也有很多人针对LPG的燃烧过程,开发了成百上千的自由基组成的严格机理模型。但是由于CFD计算中自身网格划分非常精密,加上对流体流动的刻画精度高,本文采用Westbrook和助e砂提出的简化燃烧机理模型,该二氯乙烷燃烧模型以CO为中间产物的一级串联的反应模型描述燃料气的燃烧过程。其燃烧反应机理描述如下: 燃料的燃烧不单纯的就是化学反应,其中伴随着复杂的湍流流动。在预混二氯乙烷燃烧模型中,典型的描述其反应和流动的模型有涡破碎模型(Eddy Break Up Mode简称:EBU)和涡团耗散模型(Eddy-Dissipation Model,简称EDM)。本文采用结合有限速率模型的EDM模型描述燃烧过程中湍流作用。EDM是由Magnussen于所提出,现在作为求解二氯乙烷燃烧模型的重要理论,得到了广泛应用。有限速率模型中的化学源项采用Arrhenius公式计算,即第i种物质的净源项尺是通过带有该物质的所有化学反应的Arrhenius项求和得到:其中Mw>,为烟气组分,的分子量,Ri,r为燃烧反应;中烟气组分,的生成/消耗速率,可由公式(5-8)推导得到。
    考虑到炉膛中的二氯乙烷燃烧模型为预混模型,在计算时,要综合考虑二氯乙烷燃烧模型和涡流模型,涡耗散理论给出了物质k在燃烧反应;中产生速率尺,可有下面表达式中最小的那项给出。www.anhuanchem.com

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