計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分

在高溫空氣燃燒過程中，蓄熱體及流體的溫度及受力周期性隨時(shí)間而變化。為簡化計(jì)算，作如下假設(shè)：各格孔內(nèi)的傳熱相同；忽略蓄熱室的輻射換熱和熱損失；在蓄熱體長度方向兩個(gè)邊界面溫度只是時(shí)間的函數(shù)；流體的熱物性參數(shù)恒定不變，蓄熱體具有各向同性的導(dǎo)熱特性，其比熱是一個(gè)關(guān)于溫度的多項(xiàng)式；蓄熱介質(zhì)的表面積及質(zhì)量分布均勻；煙氣與冷風(fēng)在各自入口處的速度及溫度在橫截面上分布均勻，且不隨時(shí)間變化；不考慮空氣與煙氣物性的差異對(duì)蓄熱體特性的影響，在整個(gè)計(jì)算過程中都用空氣作為傳熱介質(zhì)。 

以現(xiàn)場實(shí)際使用的蜂窩型蓄熱元件為對(duì)象，其壁厚僅為0.5mm，蜂窩單元間距為3mm。蓄熱室長度為600mm，每相鄰四個(gè)格孔的中心連線圍成一個(gè)正方形區(qū)域。如圖2所示，以該區(qū)域和沿蓄熱室長度方向構(gòu)成的三維空間內(nèi)的蓄熱體作為計(jì)算區(qū)域。使用周期性邊界，采用非均勻網(wǎng)格劃分計(jì)算區(qū)域，計(jì)算網(wǎng)格數(shù)為 44×15×15。

邊界條件和初始條件 

進(jìn)口采用Dirichlet條件，直接設(shè)定進(jìn)口速度?？紤]到在一個(gè)工作周期中蓄熱和放熱兩個(gè)階段具有相同的質(zhì)量流量，但因冷熱空氣的溫度差異，使得各自的進(jìn)口流速差別很大，本文按表1所示工況確定進(jìn)口條件。

由于蓄熱式燃燒采用引風(fēng)機(jī)抽引煙氣，因此本計(jì)算采用壓力邊界條件，考慮到流體流過蜂窩型蓄熱室的壓降小于1000Pa[1][3]，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況，計(jì)算中的出口壓力均設(shè)為-800Pa。 

蓄熱體壁面沿流動(dòng)方向采用壁面函數(shù)，壁面內(nèi)部無熱源，溫度變化由蓄熱體的導(dǎo)熱系數(shù)確定。 

根據(jù)現(xiàn)場條件，整個(gè)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的初場設(shè)定為溫度305K，速度為0?？疾煲粋€(gè)工作周期流體入口速度、高低溫氣體入口溫度差在不同的換向時(shí)間條件下對(duì)蓄熱體壁面的應(yīng)力的影響，換向時(shí)間分別為10、20、30、40、60、90秒。

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