CN103615736A - 泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，包括如下步骤：生成泡沫陶瓷燃烧器的物理模型；采用控制容积能量平衡法建立泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧控制模型；对所述预混燃烧控制模型进行离散，得到离散控制模型；根据所述离散控制模型和所述物理模型，对所述泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧进行数值模拟，得到所述泡沫陶瓷燃烧器的燃烧模型；根据所述燃烧模型，监测所述泡沫陶瓷燃烧器中的火焰区厚度。本发明能监测所述泡沫陶瓷燃烧器中的火焰区厚度。

Description

泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法

技术领域

本发明涉及泡沫陶瓷燃烧器技术领域，特别是涉及一种泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法。

背景技术

多孔介质中的预混合燃烧是一个包含化学反应及导热、对流和热辐射三种换热方式互相耦合的复杂过程。从理论上研究多孔介质预混合燃烧，建立燃烧的数学模型是众多研究人员努力的方向。大部分研究者都在实验研究的基础上，通过适当简化，建立了燃烧数学模型，再通过数值计算的方法，得到和实验基本一致的结果，验证了燃烧模型的有效性。一般都假定多孔介质为各向同性的惰性灰体，忽略多孔介质内的压力降和散射作用，火焰是一维的、气流速度足够小，在此基础上建立基于Arrhenius反应速度定律的单步不可逆反应模型模拟燃烧反应，以降低问题的复杂性。

但由于锅炉内预混合燃烧中涉及不完全燃烧反应的中间过程，传统技术无法准确测量出火焰区厚度，无法及时判断当前燃烧器内是否燃烧充分，导致燃烧器的燃烧效率不高。

发明内容

基于此，本发明提供一种泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，能监测所述泡沫陶瓷燃烧器中的火焰区厚度。

一种泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，包括如下步骤：

生成泡沫陶瓷燃烧器的物理模型；

采用控制容积能量平衡法建立泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧控制模型；

对所述预混燃烧控制模型进行离散，得到离散控制模型；

根据所述离散控制模型和所述物理模型，对所述泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧进行数值模拟，得到所述泡沫陶瓷燃烧器的燃烧模型；

根据所述燃烧模型，监测所述泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度。

上述泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，采用控制容积能量平衡法建立泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧控制模型，再对其进行离散，得到离散控制模型，保证了数学模型的可靠性和稳定性，因此根据燃烧器的物理模型生成的燃烧模型精确度非常高，能实时监测泡沫陶瓷燃烧器中的火焰区厚度，及时判断当前燃烧器内是否充分燃烧。

附图说明

图1为本发明泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法在一实施例中的流程示意图。

图2为边界节点示意图。

图3为出口边界节点和进口边界节点示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，是本发明泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧模拟监测方法在一实施例中的流程示意图，包括如下步骤：

S11、生成泡沫陶瓷燃烧器的物理模型；

本实施例的泡沫陶瓷燃烧器，整个装置包括燃烧器、点火器、绝热层和通气孔等部分。燃烧器主要由能使燃气和空气得以充分混合的预混室和装有多孔泡沫陶瓷芯的燃烧管组成。燃烧管竖直向上，燃气和空气分别从预混室下端进入室内。预混室内填充大孔径泡沫陶瓷块，以使气体在向上流动过程中经众多不规则缝隙通道流动而相互掺混，均匀进入燃烧管，预混可燃气体在泡沫陶瓷内形成稳定的火焰锋面，燃烧后流出泡沫陶瓷层。为减少管内火焰及燃烧产物的径向热量损失，使实验能接近于一维燃烧条件，管外包有一层耐高温的陶瓷纤维绝热层。根据泡沫陶瓷燃烧器的物理参数，在稳定燃烧状态下，整个燃烧过程可以按一维定常流动来处理。

本实施例中，为了建立燃烧的数学模型，对后续更为精确地模拟泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧，需对泡沫陶瓷燃烧器的物理模型做如下的修正：

泡沫陶瓷基质处理为连续介质；

混合气体为理想气体，气体混合物在稳定燃烧过程中，各组分的化学性质(活化能Ea，指前因子A等)不变，忽略弥散效应和Dufour效应的影响；

燃烧反应为总体单步不可逆反应，并服从Arrehnius定律，忽略泡沫陶瓷的潜在的催化效应；

泡沫陶瓷为各向同性的发射、吸收和散射热辐射的灰介质；

设定气体在多孔介质中以较低的速度流动，即不考虑压力梯度的变化，忽略体积力的影响，认为混合气是透明的气体，忽略混合气的热辐射。

S12、采用控制容积能量平衡法建立泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧控制模型；

对于泡沫陶瓷燃烧器内的燃烧过程，气、固相的传热能力有明显差异，气体燃料燃烧释放出来的热量不可能立刻完全传递给固体基质，因此两相之间存在局部温差，即二者处于局部非热平衡状态，应分别建立能量输运方程，并通过两相之间的表面对流换热系数将这两个方程耦合起来，这一点与普通的预混燃烧不同。本实施例引入多孔介质的体积孔隙率ε以描述固相介质的存在对燃烧的影响。

在一较佳实施例中，所述预混燃烧控制模型为：

连续性方程为

气相能量方程为 $\stackrel{\·}{m}\frac{{\mathrm{dT}}_g}{\mathrm{dx}}=\frac{d}{\mathrm{dx}}\left(\frac{{\mathrm{\ϵ\λ}}_g}{c_p}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{dx}}\right)+\frac{\mathrm{\ϵ}}{c_p}{\mathrm{\ω}}_k{Q}_k^0+\frac{1}{c_p}{\mathrm{hS}}_V(T_s-T_g);$

固相能量方程为 $\frac{d}{\mathrm{dx}}\left[(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s\frac{d{T}_s}{\mathrm{dx}}\right]-h{S}_V(T_s-T_g)-\frac{d{q}_r}{\mathrm{dx}}=0;$

组分方程为

(k=1,2,…K-1)；

$Y_K=1-\underset{k=1}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_k;$

理想气体状态方程为

其中，ρ_g为气体混合物的密度；u为气体流速；ε为泡沫陶瓷的孔隙率；T_g为气体的温度；λ_g为气体混合物的导热系数；c_p为气体混合物的定压比热；c_pk为组分k的定压比热；ρ_g为气体混合物的密度；h_k为组分k的比焓；ω_k为组分k的质量生成速率；h为表面对流换热系数；S_V为单位体积比表面积；T_s为多孔固体的温度；λ_s为多孔固体的导热系数；q_r为辐射热流量；Y_k为组分k的质量分数；V_k为组分k的扩散速度；ω_k为组分k的质量生成速率；p为气体混合物的压力；R为气体常数；W为气体摩尔质量。

S13、对所述预混燃烧控制模型进行离散，得到离散控制模型；

根据控制模型得到的离散控制模型适用于内部节点，对于特定的问题进行数值计算，还应把其边界条件的表达式也写成适合数值计算的形式。针对描述泡沫陶瓷内燃烧的气相能量方程和组分方程来说，其边界条件只有第一类边界条件、第二类边界条件，这一点和绝热层流燃烧火焰相同。第一类边界条件规定了边界上的温度，这种情况下内节点的代数方程组已封闭，不必再对边界条件特殊处理，如对于进口的温度和组分边界条件，可以直接得出：

Φ₁＝Φ₀

其中Φ₁表示进口边界上的节点，Φ₀表示物理量的初始值。本实施例的燃烧问题的温度和组分在出口的边界条件为第二类边界条件，形如

的形式。

此时，边界节点的温度和组分都是未知量，温度和组分的代数方程组是不封闭的，无法求解。为使内部节点的温度和组分的代数方程得以封闭，有两类方法可以采用，即补充边界节点的代数方程法和附加源项法。由于内节点采用中心差分，则截差为二阶。在做物理问题的数值求解时，一般希望内节点与边界节点离散方程截差等级保持一致，如果不一致，会影响计算结果的准确性。为了得出上面第二类边界条件的二阶截差的边界离散方程，对于区域离散的外节点法，有两种方法，即虚拟点法和控制容积能量平衡法，下面就采用控制容积能量平衡法得出出口边界上气相能量方程和组分方程的代数方程，比传统的虚拟点法意义更明确。

边界节点如图2所示，边界节点控制容积为

在一较佳实施例中，对气相能量方程出口边界条件的离散处理如下：

对于气体的出口边界M节点的控制容积，能量项包括流进、流出控制容积的能量、M-1节点向M节点的导热、控制容积内气体与固体表面的对流换热和化学反应产生的热量，则能量平衡式为：

$\stackrel{\·}{m}{c}_p\frac{{\left(T_g\right)}_M+{\left(T_g\right)}_{M-1}}{2}+{\left(\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g\right)}_{M-\frac{1}{2}}\frac{{\left(T_g\right)}_{M-1}-{\left(T_g\right)}_M}{\mathrm{\δx}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V[{\left(T_s\right)}_M-{\left(T_g\right)}_M]+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2}{\mathrm{\ω}}_{C{H}_4}{Q}_{{\mathrm{CH}}_4}^0\right)}_M=\stackrel{\·}{m}{c}_p{\left(T_g\right)}_M$

上式各项同除以c_p得：

$\stackrel{\·}{m}\frac{{\left(T_g\right)}_M+{\left(T_g\right)}_{M-1}}{2}+{\left(\frac{{\mathrm{\ϵ\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}\frac{{\left(T_g\right)}_{M-1}-{\left(T_g\right)}_M}{\mathrm{\δx}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\frac{h{S}_V}{c_p}[{\left(T_s\right)}_M-{\left(T_g\right)}_M]+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2c_p}{\mathrm{\ω}}_{C{H}_4}{Q}_{{\mathrm{CH}}_4}^0\right)}_M=\stackrel{\·}{m}{\left(T_g\right)}_M$

整理可得出口边界节点的离散方程：

$(\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\frac{h{S}_V}{c_p}){\left(T_g\right)}_M=[\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}]{\left(T_g\right)}_{M-1}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\frac{h{S}_v}{c_p}{\left(T_s\right)}_M+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2c_p}{\mathrm{\ω}}_{C{H}_4}{Q}_{C{H}_4}^0\right)}_M.$

在一较佳实施例中，对组分方程出口边界条件的离散处理如下：

对于出口边界的M控制容积，质量平衡包括对流进出的质量、化学反应产生的质量、相邻的M-1控制容积扩散进入的质量。出口边界节点的离散方程可由组分方程式在M控制容积直接积分得。过程如下：

$\stackrel{\·}{m}[{\left(Y_k\right)}_M-{\left(Y_k\right)}_{M-\frac{1}{2}}]={\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}\frac{[{\left(Y_k\right)}_{M-1}-{\left(Y_k\right)}_M]}{\mathrm{\δx}}+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\ω}}_k\right)}_M$

$\stackrel{\·}{\frac{m}{2}}[{\left(Y_k\right)}_M-{\left(Y_k\right)}_{M-1}]={\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}\frac{1}{\mathrm{\δx}}[{\left(Y_k\right)}_{M-1}-+{\left(Y_k\right)}_M{]+\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\ω}}_k\right)}_M$

整理得组分方程的出口边界的离散形式：

$[\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}]{\left(Y_k\right)}_M=[\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}]{\left(Y_k\right)}_{M-1}+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\ω}}_k\right)}_M.$

在一较佳实施例中，对固相能量方程的出口边界的离散方程处理如下：

泡沫陶瓷内的燃烧数学模型和其它燃烧问题最大的不同之处在于在化学反应流中有固体基质，其和反应流之间有以对流换热的方式进行的能量交换，并且该对流换热又和固体表面换热不同，是在固体内部进行的。在研究泡沫陶瓷内的燃烧问题时，传统技术在处理泡沫陶瓷边界条件时，往往把它和一般的固体一样处理，即认为辐射和对流换热是在泡沫陶瓷表面上进行的，内部只有导热，显然不符合实际。本实施例根据泡沫陶瓷内部换热的特性，用能量平衡法，建立边界节点的离散方程。边界上的控制容积和换热可参阅图3A和图3B。

（1）出口边界控制容积的能量交换有：

通过左边相邻的控制容积进来的导热热流：

$q_c=[{{(1-\mathrm{\ϵ})\mathrm{\λ}}_s]}_{M-\frac{1}{2}}\frac{{\left(T_s\right)}_{M-1}-{\left(T_s\right)}_M}{\mathrm{\δx}}$

通过控制容积左边界进来的辐射热流q_r1，相当于

处的净辐射热流量；

控制容积内固体和气体对流换热的热流，相当于内热源：

$q_s=\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V[{\left(T_g\right)}_M-{\left(T_s\right)}_M]$

通过控制容积右边界辐射出去的热流q_r2，相当于M处的辐射热流量。

由于在右边界上，气体的温度和固体的温度相差不大，且和辐射换热相比很小，对流换热热流q_B可以忽略。

根据以上各项建立出口边界节点M的控制容积热平衡得：

q_c+q_r1+q_B+q_s＝q_r2

即 ${\left[(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s\right]}_{M-\frac{1}{2}}\frac{{\left(T_s\right)}_{M-1}-{\left(T_s\right)}_M}{\mathrm{\δx}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V[{\left(T_g\right)}_M-{\left(T_s\right)}_M]=q_{r2}-q_{r1}$

整理得出口边界节点的离散方程为：

$\{{\left[\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}\right]}_{M-\frac{1}{2}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V\}{\left(T_s\right)}_M=\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}{\left(T_s\right)}_{M-1}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V{\left(T_g\right)}_M-q_{r2}+q_{r1}$

（2）进口边界控制容积的能量交换有：

在控制容积左边界，气体的温度和固体的温度相差不大，通过左边界进来的对流热流可以忽略。

由于固体温度和环境温度相差很小，通过控制容积的左边界的净辐射热流很小，可以忽略。

控制容积内固体和气体对流换热的热流相当于内热源，即

$q_s=\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V[{\left(T_g\right)}_1-{\left(T_s\right)}_1]$

在控制容积的右边界上，以导热方式出去的热流为：

$q_c={\left[(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s\right]}_{1+\frac{1}{2}}\frac{{\left(T_s\right)}_1-{\left(T_s\right)}_2}{\mathrm{\δx}}$

建立能量平衡得：

${\left[(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s\right]}_{1+\frac{1}{2}}\frac{{\left(T_s\right)}_2-{\left(T_s\right)}_1}{\mathrm{\δx}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V[{\left(T_g\right)}_1-{\left(T_s\right)}_1]=0$

整理可得进口边界节点的离散方程：

$\{{\left[\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}\right]}_{1+\frac{1}{2}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V\}{\left(T_s\right)}_1={\left(T_s\right)}_1={\left[\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}\right]}_{1+\frac{1}{2}}{\left(T_s\right)}_2+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V{\left(T_g\right)}_1.$

S14、根据所述离散控制模型和所述物理模型，对所述泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧进行数值模拟，得到所述泡沫陶瓷燃烧器的燃烧模型；

对步骤S12得的所述预混燃烧控制模型进行离散，得到离散控制模型，在根据燃烧器的物理模型，从而得到燃烧器各个节点的燃烧特性，构成模拟得到燃烧器的燃烧模型。

S15、根据所述燃烧模型，监测所述泡沫陶瓷燃烧器中的火焰区厚度；

利用得到的燃烧模型，即可实时监测燃烧器内的火焰区厚度。

在一较佳实施例中，还可包括步骤：提取所述燃烧模型中包含的火焰区厚度值，当所述火焰区厚度值低于预设阈值时，发出警报信息。

本发明泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，采用控制容积能量平衡法建立泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧控制模型，再对其进行离散，得到离散控制模型，保证了数学模型的可靠性和稳定性，因此根据燃烧器的物理模型生成的燃烧模型精确度非常高；根据实际的燃烧器建立其模型，再输入锅炉开始燃烧时的混合燃烧参数，就能实时监测泡沫陶瓷燃烧器中的火焰区厚度值，及时判断当前燃烧器内是否充分燃烧。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

生成泡沫陶瓷燃烧器的物理模型；

采用控制容积能量平衡法建立泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧控制模型；

对所述预混燃烧控制模型进行离散，得到离散控制模型；

根据所述离散控制模型和所述物理模型，对所述泡沫陶瓷燃烧器的预混燃烧进行数值模拟，得到所述泡沫陶瓷燃烧器的燃烧模型；

根据所述燃烧模型，监测所述泡沫陶瓷燃烧器中火焰区厚度。

2.根据权利要求1所述的泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，所述预混燃烧控制模型为：

连续性方程为

气相能量方程为 $\stackrel{\·}{m}\frac{{\mathrm{dT}}_g}{\mathrm{dx}}=\frac{d}{\mathrm{dx}}\left(\frac{{\mathrm{\ϵ\λ}}_g}{c_p}\frac{\mathrm{dT}}{\mathrm{dx}}\right)+\frac{\mathrm{\ϵ}}{c_p}{\mathrm{\ω}}_k{Q}_k^0+\frac{1}{c_p}{\mathrm{hS}}_V(T_s-T_g);$

固相能量方程为 $\frac{d}{\mathrm{dx}}\left[(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s\frac{d{T}_s}{\mathrm{dx}}\right]-h{S}_V(T_s-T_g)-\frac{d{q}_r}{\mathrm{dx}}=0;$

组分方程为

(k=1,2,…K-1)；

$Y_K=1-\underset{k=1}{\overset{K-1}{\mathrm{\Σ}}}{Y}_k;$

理想气体状态方程为

其中，ρ_g为气体混合物的密度；u为气体流速；ε为泡沫陶瓷的孔隙率；T_g为气体的温度；λ_g为气体混合物的导热系数；c_p为气体混合物的定压比热；c_pk为组分k的定压比热；ρ_g为气体混合物的密度；h_k为组分k的比焓；ω_k为组分k的质量生成速率；Q_k ⁰为组分k的某标准温度T₀下的反应热；h为表面对流换热系数；S_V为单位体积比表面积；T_s为多孔固体的温度；λ_s为多孔固体的导热系数；q_r为辐射热流量；Y_k为组分k的质量分数；V_k为组分k的扩散速度；ω_k为组分k的质量生成速率；p为气体混合物的压力；R为气体常数；W为气体摩尔质量。

3.根据权利要求2所述的泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，采用控制容积能量平衡法对所述气相能量方程的出口边界条件进行离散，得到的气相能量方程的出口边界节点的离散控制模型为：

$(\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\frac{h{S}_V}{c_p}){\left(T_g\right)}_M=[\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}]{\left(T_g\right)}_{M-1}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\frac{h{S}_v}{c_p}{\left(T_s\right)}_M+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2c_p}{\mathrm{\ω}}_{C{H}_4}{Q}_{C{H}_4}^0\right)}_M.$

4.根据权利要求2所述的泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，采用控制容积能量平衡法对所述组分方程的出口边界条件进行离散，得到的组分方程的出口边界节点的离散控制模型为：

$[\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}]{\left(Y_k\right)}_M=[\frac{\stackrel{\·}{m}}{2}+\frac{1}{\mathrm{\δx}}{\left(\frac{\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\λ}}_g}{c_p}\right)}_{M-\frac{1}{2}}]{\left(Y_k\right)}_{M-1}+{\left(\frac{\mathrm{\Δx}}{2}\mathrm{\ϵ}{\mathrm{\ω}}_k\right)}_M.$

5.根据权利要求2所述的泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，采用控制容积能量平衡法对所述固相能量方程的出口边界条件进行离散，得到的固相能量方程的出口边界节点的离散控制模型为：

$\{{\left[\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}\right]}_{M-\frac{1}{2}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V\}{\left(T_s\right)}_M=\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}{\left(T_s\right)}_{M-1}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V{\left(T_g\right)}_M+q_{r2}+q_{r1}.$

6.根据权利要求2所述的泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，采用控制容积能量平衡法对所述固相能量方程的进口边界条件进行离散，得到的固相能量方程的进口边界节点的离散控制模型为：

$\{{\left[\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}\right]}_{1+\frac{1}{2}}+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V\}{\left(T_s\right)}_1={\left[\frac{(1-\mathrm{\ϵ}){\mathrm{\λ}}_s}{\mathrm{\δx}}\right]}_{1+\frac{1}{2}}{\left(T_s\right)}_2+\frac{\mathrm{\Δx}}{2}h{S}_V{\left(T_g\right)}_1.$

7.根据权利要求1所述的泡沫陶瓷燃烧器的火焰区厚度模拟监测方法，其特征在于，还包括步骤：提取所述燃烧模型中包含的火焰区厚度值，当所述火焰区厚度值低于预设阈值时，发出警报信息。

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