CN110826259A - 一种火焰仿真模拟方法 - Google Patents
一种火焰仿真模拟方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110826259A CN110826259A CN201911257247.0A CN201911257247A CN110826259A CN 110826259 A CN110826259 A CN 110826259A CN 201911257247 A CN201911257247 A CN 201911257247A CN 110826259 A CN110826259 A CN 110826259A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame
- simulation model
- fraction
- diameter
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N (12s,15r)-15-hydroxy-11,16-dioxo-15,20-dihydrosenecionan-12-yl acetate Chemical compound O1C(=O)[C@](CC)(O)C[C@@H](C)[C@](C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3[C@H]2[C@H]1CC3 IYLGZMTXKJYONK-ACLXAEORSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N ruwenine Natural products O1C(=O)C(CC)(O)CC(C)C(C)(OC(C)=O)C(=O)OCC2=CCN3C2C1CC3 IYLGZMTXKJYONK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明提供一种火焰仿真模拟方法，包括如下步骤：计算化学当量混合分数，所述化学当量混合分数计算公式为：
其中，为燃烧反应中燃料的总摩尔质量；为燃烧反应中燃料与空气的总摩尔质量；将所述化学当量混合分数作为火焰仿真模型软件中等面值的输入数据，得到火焰仿真模型；根据所述火焰仿真模型，得到火焰的特征信息，所述特征信息包括火焰面、火焰长度及火焰直径，其中所述火焰面为燃料与空气处于化学当量比处的混合分数等值线，所述火焰长度为喷口到所述火焰面的距离，所述火焰直径为包含整个火焰的圆柱体的直径。本发明提供的火焰仿真模拟方法得到的火焰形状更为精确，并且可以得到不同工况下火焰的特征。
Description
【技术领域】
本发明涉及仿真模拟领域，尤其涉及一种火焰仿真模拟方法。
【背景技术】
火焰形状对燃烧类项目是一个重点更是一个难点，其能否进行准确的提取直接关系到项目的成败。火焰形状一般采用仿真模拟软件进行提取。
相关技术中，火焰形状提取方法是将燃烧火焰的最高温度的轮廓面近似作为火焰的形状，该种提取方法只是近似处理并没有相应的理论支持，提取出来的火焰形状与实际火焰形状相比有较大的误差。
因此，实有必要提供一种新的火焰仿真模拟方法解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种误差较小的火焰仿真模拟方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种火焰仿真模拟方法，包括如下步骤：
计算化学当量混合分数，所述化学当量混合分数计算公式为：
其中，Ma为燃烧反应中燃料的总摩尔质量；M0为燃烧反应中燃料与空气的总摩尔质量；
将所述化学当量混合分数作为火焰仿真模型软件中等面值的输入数据，得到火焰仿真模型；
根据所述火焰仿真模型，得到火焰的特征信息，所述特征信息包括火焰面、火焰长度及火焰直径，其中所述火焰面为燃料与空气处于化学当量比处的混合分数等值线，所述火焰长度为喷口到所述火焰面的距离，所述火焰直径为包含整个火焰的圆柱体的直径。
优选的，所述火焰仿真模型为Star CCM+软件或FLUENT软件。
与相关技术相比，本发明提供的火焰仿真模拟方法通过火焰面位置的理论计算与数值仿真软件相结合的方式成功地对火焰形状进行了仿真模拟，通过提取到的火焰形状可以得到不同工况下火焰的特征(比如火焰长度、直径)，为各类燃烧项目尤其是燃烧器开发类项目的结构优化提供了新的方法，有效的解决了燃烧类项目采用传统的开发方法存在的开发时间长、费用高、污染大等缺点，并且火焰形状误差较小。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为本发明提供的一种火焰仿真模拟方法的流程图；
图2(a)为相关技术火焰仿真模型中的温度分布图；
图2(b)为相关技术火焰仿真模型中火焰形状仿真图；
图3为本实施方式火焰仿真模型中火焰形状仿真图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种火焰仿真模拟方法，包括如下步骤：
S1：计算化学当量混合分数，所述化学当量混合分数计算公式为：
其中，Ma为燃烧反应中燃料的总摩尔质量；M0为燃烧反应中燃料与空气的总摩尔质量。
在本实施方式中，以C12H23的燃烧为例，C12H23与空气处于化学当量比时，即C12H23与空气刚好完全反应时，其化学反应表达式如下：
C12H23燃烧过程的化学当量混合分数为：
S2：将所述化学当量混合分数作为火焰仿真模型软件中等面值的输入数据，得到火焰仿真模型。
所述火焰仿真模型软件为Star CCM+软件或FLUENT软件，具体的，在本实施方式中，所述火焰仿真模型为Star CCM+软件。
Star CCM+软件的具体使用过程为：打开等值面窗口，将当量混合分数值设置为0.06413，并生成火焰。
S3：根据所述火焰仿真模型，得到火焰的特征信息，所述特征信息包括火焰面、火焰长度及火焰直径，其中所述火焰面为燃料与空气处于化学当量比处的混合分数等值线，所述火焰长度为喷口到所述火焰面的距离，所述火焰直径为包含整个火焰的圆柱体的直径。
请结合参阅图2(a)及图2(b)，图2(a)为相关技术火焰仿真模型中的温度分布图，图2(b)为相关技术火焰仿真模型中火焰形状仿真图；结合比较图2(a)及图2(b)可以看出，火焰温度最高点的轮廓线与火焰形状存在较大的差异，采用火焰温度最高点的轮廓线作为火焰形状，对后续其他项目的开发存在较大的影响。
请参阅图3，图3为本实施方式火焰仿真模型中火焰形状仿真图；由图3可以看出，化学当量比处的混合分数等值线与火焰形状基本重合，差异较小，即在本发明的技术方案中，采用化学当量比处的混合分数等值面作为火焰面，能够较好的还原火焰形状，得到的火焰仿真模型可以应用于后续其他项目的开发。
与相关技术相比，本发明提供的火焰仿真模拟方法通过火焰面位置的理论计算与数值仿真软件相结合的方式成功地对火焰形状进行了仿真模拟，通过提取到的火焰形状可以得到不同工况下火焰的特征(比如火焰长度、直径)，为各类燃烧项目尤其是燃烧器开发类项目的结构优化提供了新的方法，有效的解决了燃烧类项目采用传统的开发方法存在的开发时间长、费用高、污染大等缺点，并且火焰形状误差较小。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种火焰仿真模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：
计算化学当量混合分数，所述化学当量混合分数计算公式为：
其中，Ma为燃烧反应中燃料的总摩尔质量；M0为燃烧反应中燃料与空气的总摩尔质量；
将所述化学当量混合分数作为火焰仿真模型软件中等面值的输入数据，得到火焰仿真模型；
根据所述火焰仿真模型，得到火焰的特征信息，所述特征信息包括火焰面、火焰长度及火焰直径，其中所述火焰面为燃料与空气处于化学当量比处的混合分数等值线，所述火焰长度为喷口到所述火焰面的距离，所述火焰直径为包含整个火焰的圆柱体的直径。
2.根据权利要求1所述的火焰仿真模拟方法，其特征在于，所述火焰仿真模型软件为Star CCM+软件或FLUENT软件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911257247.0A CN110826259A (zh) | 2019-12-07 | 2019-12-07 | 一种火焰仿真模拟方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911257247.0A CN110826259A (zh) | 2019-12-07 | 2019-12-07 | 一种火焰仿真模拟方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110826259A true CN110826259A (zh) | 2020-02-21 |
Family
ID=69544309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911257247.0A Pending CN110826259A (zh) | 2019-12-07 | 2019-12-07 | 一种火焰仿真模拟方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110826259A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120009118A1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-12 | Tata Consultancy Services Limited | System for Optimizing and Controlling Particle Size Distribution And For Scale-Up Of Nanoparticle Production In An Aerosol Flame Reactor |
| CN104019464A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-03 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 发动机、火焰稳定器及其凹腔的设计方法 |
| US20150267611A1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-09-24 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Applications of oxy-fuel combustion technology into gas turbine combustors and ion transport membrane reactors |
-
2019
- 2019-12-07 CN CN201911257247.0A patent/CN110826259A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120009118A1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-12 | Tata Consultancy Services Limited | System for Optimizing and Controlling Particle Size Distribution And For Scale-Up Of Nanoparticle Production In An Aerosol Flame Reactor |
| US20150267611A1 (en) * | 2014-02-12 | 2015-09-24 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Applications of oxy-fuel combustion technology into gas turbine combustors and ion transport membrane reactors |
| CN104019464A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-03 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 发动机、火焰稳定器及其凹腔的设计方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 李金科;徐红兵;刘韫砚;张建;: "大型裂解炉用底部燃烧器的国产化研发", 石油化工, no. 03, 15 March 2012 (2012-03-15), pages 319 - 324 * |
| 王姣等: "甲烷/空气湍流扩散燃烧的小火焰模拟", 工业加热, vol. 36, no. 5, 31 October 2007 (2007-10-31), pages 24 - 27 * |
| 范周琴等: "基于火焰面模型的超声速燃烧混合LES /RANS 模拟", 推进技术, vol. 32, no. 2, 30 April 2011 (2011-04-30), pages 191 - 196 * |
| 赵庆忠;叶桃红;吴玉欣;: "基于混合物分数和反应进度变量的二维火焰面模型", 燃烧科学与技术, no. 02, 15 April 2013 (2013-04-15), pages 181 - 186 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7925110B2 (en) | System and method for filtering a point cloud | |
| US20050114059A1 (en) | Point cloud measuring system and method | |
| CN109764820B (zh) | 一种定容燃烧火焰传播半径的测量角度步长确定方法 | |
| CN110472837B (zh) | 应用于节能评估的能耗计算方法 | |
| CN101587504A (zh) | 自定义曲面检测报告系统及方法 | |
| CN112669364A (zh) | 用于实测实量的显示方法及测量系统 | |
| CN107862133B (zh) | 一种批量生成桥墩bim模型的方法 | |
| CN110826259A (zh) | 一种火焰仿真模拟方法 | |
| CN106780742B (zh) | 一种用于蜗壳结构的三维布筋的方法 | |
| CN104865367A (zh) | 一种干熄焦炭烧损率的实时测算方法 | |
| CN112426856B (zh) | 一种烟气脱硫流场模拟方法、系统和装置 | |
| CN103810365A (zh) | 一种基于水电仿真培训系统自动评分的方法 | |
| CN100555270C (zh) | 一种机器翻译自动评测方法及其系统 | |
| CN101739408A (zh) | 一种基于半导体测试数据的数据处理方法 | |
| CN111753344B (zh) | 装配式构件数据集的生成方法、cad平台及存储介质 | |
| CN113496054A (zh) | 一种基于bim技术的垃圾焚烧发电厂施工设计方法 | |
| CN111177866B (zh) | 一种基于smooth t和matlab的涡轮特性处理方法 | |
| CN110619929B (zh) | 一种电站煤粉锅炉烟气流量软测量方法 | |
| CN118467209B (zh) | 一种多业态综合管理系统的自动化验证方法 | |
| CN108446533A (zh) | 基于过程数据辨识的scr脱硝系统稳态效率计算方法 | |
| CN118228721B (zh) | 一种基于bim技术的数据交换解析处理系统及方法 | |
| Xin et al. | New prediction method for atmospheric environmental impact based on AERSCREEN | |
| CN102236556A (zh) | 一种软件产品的快速构建方法 | |
| Fürst et al. | Uncertainty Quantification of chemical kinetics for MILD Combustion | |
| CN117453791A (zh) | 一种石油地质图型转换方法、系统及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |