«Редуцированные схемы» 1) CH 4 + 3/2O 2  CO + 2H 2 O DPW CO + ½O 2  CO 2

3. Кинетические схемы горения метана • «Детальные кинетические схемы» • 1) схема Миллера – Боумана (MB) - 250 реакций и 52 компонентов • 2) схема GRI 2.11 (GRI) - 279 реакций и 48 компонентов • 3) cхема А.М. Старика (ST1)- 433 реакций между 66 нейтральными компонентами (1996) • 4) cхема А.М.Старика (ST2) –2004 год Схемы для NO 1) Зельдовича 2) N2O 3) NO2 4) Фенимора (prompt NO) 5) NxHyмеханизмы «Редуцированные схемы» 1) CH4 + 3/2O2  CO + 2H2O DPW CO + ½O2  CO2 2) CH4 + ½O2  CO + 2H2ONMHR CO + ½O2  CO2 CO2  CO + ½O2 N2 + O2  2NO N2 + O2  2NO W  [CO] [O2]

4. Стандартная модель тонкого фронта пламени В.Р.Кузнецов (ЦИАМ)

5. Модель тонкого фронта пламени, T(Z) Модель тонкого фронта пламени Равновесие Модель тонкого фронта Равновесие

6. Модель тонкого фронта пламени, СО(Z) Модель тонкого фронта Равновесие

7. Модель тонкого фронта пламени, поля Т и NO

9. Один из дефектов модели тонкого фронта пламени Следствие формулы Гаусса-Остроградского Дефект модели

10. Поля параметров в продольном сечении диффузионной камеры № реакторов

13. Поле интенсивности турбулентности и линии тока в продольном сечении диффузионной камеры сгорания.

14. Поле относительной величины турбулентной вязкости в продольном сечении диффузионной камеры сгорания

15. Гомогенная камера типа ГТК-10 («Теплофизика», г.Уфа)

16. Анимация сборки горелки гомогенной камеры

17. Гомогенная камера. Пример расчетной сетки Расчетная сетка многоблочная с вложенными мелкими сетками Число ячеек от 350 000 (завихритель) до 800 000 (жаровая труба с экраном). AMD Athlon XP2000+ и XP2200+. Суммарное время расчета 100 часов

18. Гомогенная камера. Зона горения

19. Модель турбулентного гомогенного горения

20. Поле температуры в продольной плоскости зоны горения

21. Гомогенная горелка. Поля температуры в нескольких сечениях

22. Гомогенная камера. Схема течения в зоне горения Редуцированная кинетика “DPW”,распределение СО

25. Система охлаждения

26. Гомогенная камера. Схема течения и тепловые потоки в системе охлаждения

28. Гомогенная камера, RANS. Сравнение расчетных и экспериментальных профилей скорости

29. Прямое численное моделирование, LES/DES

30. Гомогенная камера. Сравнение расчетных и экспериментальных профилей скорости, прямое численное моделирование, LES/DES

31. Поле относительной величины турбулентной вязкости в двух продольных сечениях гомогенной камеры сгорания.

32. Заключительные замечания • 1. Применение детальных кинетических схем для анализа горения в реальных камерах сгорания возможно при использовании двух известных моделей горения: модели «тонкого фронта пламени» и «реакторной» модели • 2. Известные детальные кинетические схемы в случае их использования для анализа диффузионных камер дают разброс в значениях NOx, СО, CnHm примерно 50-100 % и более • 3. Особенно большие погрешности дает модель «тонкого фронта пламени» при расчете CnHm . В этом случае погрешности достигают многих порядков • 4. Расчеты гомогенной камеры показывают заметно меньшее расхождение между кинетическими схемами • 5. В системе охлаждения с соударяющимися струями известные модели турбулентности завышают турбулентный теплообмен примерно в 2-3 раза. Использование простой коррекции определяющих соотношений устраняет этот дефект • 6. В камерах сгорания из-за наличия неустойчивых зон с обратными токами и поперечных струй модели турбулентности могут занижать турбулентность и турбулентную диффузию в несколько раз