底排装置尾部化学非平衡流的数值模拟

摘要：为了研究二次燃烧对底排增压减阻的影响，采用8组分12步反应的H2-CO燃烧模型作为二次燃烧模型，运用统一算法的思路编程求解二维轴对称多组分N-S方程，对底排装置尾部化学非平衡流进行数值模拟。底排装置的底压随排气参数变化的模拟结果和现有实验数据比较吻合。数值模拟结果表明：底排装置底部压力随着排气参数I的增加先迅速增大，当I达到0.007时，底压增长速度逐渐变慢，在I=0.01-0.015的范围内底压基本不变，此时底排增压减阻的效果最好。当排气温度Tj≤1025K时，底排装置尾部没有发生二次燃烧，底排减阻率相对较小。当1025K〈Tj≤1100K时，底排装置尾部发生二次燃烧，且随着Tj的增加，燃烧逐渐由不充分变为充分，二次燃烧使底排装置尾部的高温区域大幅增加，且底排减阻率由13.7%速增到57.5%。当Tj〉1100K时，二次燃烧充分。底排装置的排气温度应大于1100K。

关键词：流体力学 底部排气 二次燃烧 数值模拟 尾部流场 

单位：南京理工大学能源与动力工程学院 江苏南京210094