液體燃料燃燒仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-08
液體燃料燃燒仿真的視頻教程
CREO flow analysis_第十一節_液體晃蕩現象流體仿真操作_罐車、油箱等液體震動機械
針對液體在容器中的晃蕩現象，采用貨運漕罐、油箱等模型展開類似問題的流體仿真操作。本視頻主要內容如下： 一、液體產生晃蕩的主要原因分析、危害后果及仿真思路，關于液動力、重力加速度和慣性加速度數值的分析； 二、以罐車為例，展開仿真分析； 三、罐內有中隔板（防浪板）和無中隔板兩種情況下，仿真結果對比，隔板設置優化空間分析。
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液體燃料燃燒仿真的實例教程
有限速率化學反應模型-液體燃料燃燒模擬 ￥9.9
有限速率化學反應模型-液體燃料燃燒模擬案例 cas dat msh
煤粉與氨氣混合燃料
減少燃燒產生的溫室氣體排放的有效措施是二氧化碳捕獲和儲存。 該過程涉及將二氧化碳從工業和能源相關來源中分離出來，運輸到儲存地點，與大氣長期隔離。用于煤粉燃料燃燒的所謂氧燃料燃燒技術是促進二氧化碳封存的有前途的方法。在這種方法中，通常使用純度大于 90% 的氧氣和循環煙氣的混合物來燃燒燃料。因此，燃燒過程會產生主要由 CO2 和 H2O 組成的煙道氣，從而可以簡單地在下游去除 CO2。 回收的煙氣代替燃燒空氣中的 N2，用于降低火焰溫度并保持通過鍋爐的氣體量。在煤粉中混合氨氣進行燃燒，是有效降低燃燒溫度，抑制氮氧化物的生成方式。
模型設置
根據PSR模型的設置，搭建入口、反應器、出口的模型布置，如圖一所示。
圖1 模型搭建
根據實際工況條件，設置溫度壓力等參數。值得注意的是氨氣的層流燃燒速度較低，反應器的溫度要設置的高一點，才能達到引燃燃料的條件要求，反應器的體積設置為150立方厘米，保證了不會因為反應體積過大或者過小導致計算發散。
圖2 反應器界面設置
設置反應器入口流量，設置反應物初始溫度，初始溫度越高有助于燃燒反應的發生。
圖3 入口設置
勾選主要氮氧化物的敏感性和反應路徑分析。
圖4 敏感性勾選
主要結果分析
圖5和圖6分別為敏感性分析和NO的后處理結果，圖7為氮氧化物的主要反應路徑。從圖中可以看出，小的活性基團對于氮氧化物的生成起著至關重要的影響。其中H基，OH基等對氮氧化物的生成有抑制作用，而HO2基團有促進作用。氮氧化物的含量隨著當量比單調遞減，這是由于氨氣在稀混合氣的條件下也能良好燃燒。從反應路徑上來看煤粉可以直接生成氮氧化物，氨氣的加入主要是抑制了此條反應路徑的進行。
展開 因此，在微孔和較小的中孔中填充高離子強度的離子液體(ILs)是為孔內Pt活性位點提供充足質子傳遞的有效途徑。
02
【成果掠影】
離子液體是聚合物電解質燃料電池催化劑層中用于增強氧還原反應的一種很有前景的添加劑。然而，需要對其在實際相關膜電極組裝環境中復雜催化劑層中的作用有基本的了解，以便合理設計高耐用活性的鉑基催化劑。近日，美國加州大學Iryna V. Zenyuk課題組探索了三種高質子導電性和氧溶解度咪唑衍生的離子液體，將它們加入高表面積的炭黑載體中。揭示了離子液體改性催化劑的物理性質和電化學性能之間的相關性，為離子液體在改變催化劑層界面內親水性/疏水性相互作用方面的作用提供了直接證據。通過優化界面設計得到的催化劑在H2/O2，0.9V下質量活性達到了347 A g?1Pt，在1.5 bar H2/air條件下，功率密度為0.909 W cm?2。在0.8 A cm?2條件下，經過30 k加速應力測試循環后，只有0.11 V的電位下降。這種性能歸功于ILs的加入, 使得埋在孔內的鉑的可達，從而大幅提高鉑利用率。
展開 1 機理建立
抑制劑的詳細機理包含四個子機理: (1)烷烴/空氣燃燒子機理:(2) 氟碳抑制子機理;(3)氯氟交互作用子機理;(4)碳抑制子機理。對于碳氫火焰燃燒采用AramcoMech的 C1-C4 機理，包含 111 個組分，784 步基元反應。涉及到氟組分在碳氫火焰中的抑制反應采用 NIST HFC 機理，包含 51個組分600步基元反應。關于碳與氯相互作用的反應采用 Leylegian 等人發展的機理包含50個組分,333 步反應。
圖1 部分機理內容
2 模型參數設置
本案例采用自燃模型計算，分別計算了抑制劑在10%、15%、20%的條件下的抑制燃燒情況。往期已介紹過自燃模型，因此此次案例的基本設置不再贅述。需要額外設置的是反應物質中的添加物，分別設置為10%、15%、20%。
圖2添加劑設置
同時為了計算抑制劑對燃燒過程中的影響，對抑制劑的敏感性和反應路徑進行勾選，分別計算。
圖3敏感性設置
3 結果分析
根據計算結果可以計算出不同氛圍條件下抑制劑對溫度和壓力的影響，如圖4所示。隨著抑制劑濃度的增加，反應結束后反應器的溫度和壓力呈現明顯下降趨勢。從溫度梯度和壓力梯度來看，抑制劑對燃燒點火延遲也有著明顯影響，尤其是抑制劑濃度達到20%，點火延遲明顯增大
圖4不同抑制劑含量對燃燒溫度和壓力的影響
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展開 洪葉發 方錦浩
焦爐是焦化企業的主體熱工設備，是焦化生產最主要的燃料燃燒碳排放源。因此，測算分析選用不同種類燃氣加熱焦爐，其燃料燃燒CO2排放量情況，在“碳減排”背景下，具有一定的意義。
現以一組兩座6米頂裝焦爐，年產焦炭能力120萬噸（干全焦）示例測算，用不同種類燃氣加熱焦爐，其燃料燃燒CO2排放量情況。
注：假定本測算的核算邊界包含高爐煤氣燃料燃燒CO2排放。
1、基礎工藝參數
（1）噸干焦耗濕煤（含7%水分）量1.423噸
（2）煉焦標準耗熱量（即含7%水濕煤耗熱量，來源于煉焦行業團標）
A、用焦爐煤氣加熱時 2310kj/kg（或2.31GJ/t）
B、用高爐煤氣摻混一定比例焦爐煤氣的混合煤氣加熱2600kj/kg（或2.60GJ/t）
（3）焦爐煤氣特性參數缺省值（來源于相關核算報告指南）
A、低位發熱量 167.460GJ/萬Nm3
B、單位熱值含碳量 13.60×10-3 噸/GJ
2、燃料燃燒CO2排放量測算
（1）煉焦耗濕煤量 120×1.423＝170.76萬t/a
（2）用焦爐煤氣加熱時，燃料燃燒CO2排放量
依據相關核算報告指南計算公式：
2.31×1707600÷167.60×2.277456×0.99×44÷12＝19.46tCO2/a
折算成焦爐加熱燃料燃燒碳排放系數 0.162tCO2/t焦
（3）用混合煤氣加熱時
焦爐用混合煤氣加熱工藝操作，主要是控制焦爐煤氣混入量，混入量占總量的百分數亦稱混合比。混合比有體積混合比和熱量混合比。
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液體燃料燃燒仿真的最新內容
本文原刊登于Ansys.com：《How Simulation Addresses Hydrogen Fuel Challenges》
作者：Kyutae Kim | 大田韓國科學技術院航空航天工程副教授
Kiyoung Jung | Ansys主任應用工程師
編輯整理：姚翔 | Ansys高級應用工程師
位于大田的韓國科學技術院（KAIST）正在與Ansys合作，利用大渦模擬仿真預測氫甲烷混合火焰的火焰結構
<p><strong>前言</strong></p><p><br></p><p><strong>航空發動機的燃燒室</strong></p><p><br></p><p>燃燒室位于高壓壓氣機下游，高壓渦輪上游。燃燒室的主要作用是把燃料中的化學能經過燃燒釋放出來，轉變為熱能，使進入發動機的空氣總焓增加，變為燃氣。高能的燃氣就具備了在渦輪和尾噴管做功的能力。從工程熱力學的角度，燃燒室屬于能量的注入和轉換的裝置
發動機的研制涉及空氣動力、燃燒傳熱、自動控制等多方面的問題。相比基于物理樣機試驗的傳統涉及方法，數值模擬仿真設計方法大大地節約了研發成本、縮短了研發周期。
對于發動機一維概念設計，CMCL燃燒仿真解決方案可以幫助用戶快速準確實現點火、熄火、失火、火焰傳播以及著火延遲時間和排放等過程的模擬；對于燃油霧化等多相流問題，可通過CFD仿真技術進行精確仿真。全流程的燃燒仿真解決方案能幫助設計人員實現多領域
<p>航空航天發動機中的燃燒現象是一種復雜的物理化學過程，包括流動、霧化、相變、傳熱傳質、點火熄火、化學反應、污染物排放、熱聲振蕩和冷卻等多個過程，加上燃燒的非定常性和高湍流度，使得準確模擬燃燒過程變得異常困難。在傳統CFD模擬需要考慮的質量守恒方程、動量守恒方程和能量方程之外，燃燒還需要考慮組分守恒方程以及多相流、相變、熱聲耦合等多個模型，其中任何一個過程模擬的失真，都將影響最終的燃燒計算。</p
航空航天發動機中的燃燒現象是一種復雜的物理化學過程，包括流動、霧化、相變、傳熱傳質、點火熄火、化學反應、污染物排放、熱聲振蕩和冷卻等多個過程，加上燃燒的非定常性和高湍流度，使得準確模擬燃燒過程變得異常困難。在傳統CFD模擬需要考慮的質量守恒方程、動量守恒方程和能量方程之外，燃燒還需要考慮組分守恒方程以及多相流、相變、熱聲耦合等多個模型，其中任何一個過程模擬的失真，都將影響最終的燃燒計算。積鼎科技CFDPro
作者：Bejoy Mandumpala Devassy
翻譯：張一丹、張恩源
郵箱：cfd_support_china@avl.com
原文發布于公眾號：AVL先進模擬技術
隨著全球環境問題日益嚴重，傳統汽車行業面臨的壓力也越來越大。需要開發出滿足性能要求，同時排放減少、燃油經濟性更高的發動機。對于汽油機來說，目前的主流燃油噴射技術為汽油直噴技術（Gasoline
1 機理建立
抑制劑的詳細機理包含四個子機理: (1)烷烴/空氣燃燒子機理:(2) 氟碳抑制子機理;(3)氯氟交互作用子機理;(4)碳抑制子機理。對于碳氫火焰燃燒采用AramcoMech的 C1-C4 機理，包含 111 個組分，784 步基元反應。涉及到氟組分在碳氫火焰中的抑制反應采用 NIST HFC 機理，包含 51個組分600步基元反應。關于碳與氯相互作用的反應采用 Leylegian
AICFD是由天洑軟件自主研發的通用智能熱流體仿真軟件，用于高效解決能源動力、船舶海洋、電子設備和車輛運載等領域復雜的流動和傳熱問題。軟件涵蓋了從建模、仿真到結果處理完整仿真分析流程，幫助工業企業建立設計、仿真和優化相結合的一體化流程，提高企業研發效率。
一、概 要
1）案例描述
本案例仿真對象為某錐形燃燒器，在入口速度為60m/s
署名作者：陳文杰1, 李永東2, 白長青1
作者單位：1. 西安交通大學機械結構強度與振動國家重點實驗室 陜西省先進飛行器服役環境與控制重點實驗室, 陜西 西安, 710049；2. 中國船舶集團有限公司 第705研究所, 陜西 西安, 710077
I
在我國雙碳目標戰略下，氫能已經成為應對氣候變化、構建現代能源體系的重要組成部分。氫能的產業鏈很長，主要包括從“生產”、“儲存與運輸”到“使用”三個環節。我國氫能產業仍處于成長期，還存在很多亟待解決的問題，如膜電極材料及制備工藝，氫脆現象，系統集成等
氫能源仿真測試系列直播
本次研討會整合西門子綠色氫能行業的仿真測試解決方案
