多孔介质燃烧器的性能检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多孔介质燃烧器的性能检测方法，包括：通过有限容积积分法建立在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型；通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型；根据所述离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟；将所述模拟结果与预设的性能指标进行对比，对待检测的多孔介质燃烧器的燃烧性能进行检测。此外，还公开了一种多孔介质燃烧器的性能检测装置。本发明专利技术大大提高了对多孔介质燃烧器预混燃烧性能的检测精度。

Performance test method and device for porous medium burner

The invention discloses a performance detecting method, a porous medium burner comprises a discrete mathematical model of internal nodes in porous medium burner on premixed combustion by finite volume integral method; by controlling the established discrete mathematics model in the boundary node of the pre mixed combustion process of the porous medium combustion volume energy balance method; according to the discrete mathematical model of mixed combustion process was simulated with porous medium burner in pre detection; the simulation results are compared with the default performance and treat the detection of Porous Media Burner performance testing. In addition, a device for detecting the performance of a porous medium burner is also disclosed. The invention greatly improves the detection accuracy of premixed combustion performance of porous medium burner.

【技术实现步骤摘要】
多孔介质燃烧器的性能检测方法及装置
本专利技术涉及多孔介质燃烧器
，尤其涉及一种多孔介质燃烧器的性能检测方法和一种多孔介质燃烧器的性能检测装置。
技术介绍
多孔介质燃烧器中的预混合燃烧是一个包含化学反应及导热、对流和热辐射三种换热方式互相耦合的复杂换热过程。因此，在对多孔介质燃烧器的性能进行检测和验证时，预混燃烧性能的检测是非常重要的一个方面。目前多孔介质燃烧器的检测方法，一般适用于气体或气固两相流的燃烧问题，对于泡沫陶瓷内的预混燃烧这一新的燃烧问题，并不是很适用，存在检测精度偏低的问题。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种多孔介质燃烧器的性能检测方法和一种多孔介质燃烧器的性能检测装置。一种多孔介质燃烧器的性能检测方法，包括以下步骤：通过有限容积积分法建立在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型；通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型；根据所述离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟；将所述模拟结果与预设的性能指标进行对比，对待检测的多孔介质燃烧器的燃烧性能进行检测。与一般技术相比，本专利技术多孔介质燃烧器的性能检测方法分别通过有限容积积分法和控制容积能量平衡法在多孔介质燃烧器的内部节点和边界节点上建立预混燃烧过程的离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟，可以得出准确地模拟结果。从而掌握多孔介质燃烧器在预混燃烧过程中的各项燃烧性能指标，再通过与预设的性能指标进行对比，可以达到检测和验证的目的。本专利技术大大提高了对多孔介质燃烧器预混燃烧性能的检测精度。一种多孔介质燃烧器的性能检测装置，包括第一模型建立模块、第二模型建立模块、模拟模块和检测模块；所述第一模型建立模块，用于通过有限容积积分法建立在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型；所述第二模型建立模块，用于通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型；所述模拟模块，用于根据所述离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟；所述检测模块，用于将所述模拟结果与预设的性能指标进行对比，对待检测的多孔介质燃烧器的燃烧性能进行检测。与一般技术相比，本专利技术多孔介质燃烧器的性能检测装置分别通过有限容积积分法和控制容积能量平衡法在多孔介质燃烧器的内部节点和边界节点上建立预混燃烧过程的离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟，可以得出准确地模拟结果。从而掌握多孔介质燃烧器在预混燃烧过程中的各项燃烧性能指标，再通过与预设的性能指标进行对比，可以达到检测和验证的目的。本专利技术大大提高了对多孔介质燃烧器预混燃烧性能的检测精度。附图说明图1为本专利技术多孔介质燃烧器的性能检测方法的流程示意图；图2为气体温度沿轴线与试验结果的对比图；图3为不同流速下火焰在不同位置的火焰区厚度示意图；图4为不同当量比下的火焰迁移示意图；图5为本专利技术多孔介质燃烧器的性能检测装置的结构示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本专利技术的技术方案，进行清楚和完整的描述。请参阅图1，为本专利技术多孔介质燃烧器的性能检测方法的流程示意图。本专利技术多孔介质燃烧器的性能检测方法，包括以下步骤：S101通过有限容积积分法建立在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型；S102通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型；S103根据所述离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟；S104将所述模拟结果与预设的性能指标进行对比，对待检测的多孔介质燃烧器的燃烧性能进行检测。目前已经发展出了很多种数值方法，其间的主要区别在于区域的离散方式、方程的离散方式及代数方程的求解方法。在流动与传热计算中应用较广泛的是有限差分法、有限容积法、有限分析法和有限元法。采用有限容积法建立离散方程，计算区域的离散采用外节点法，节点位于子区域的角顶上，子区域不是控制容积，划分子区域的曲线簇就是网格线。为了确定各节点的控制容积，在相邻两节点的中间位置上作界面线，由这些界面线构成各节点的控制容积。在计算流体力学和计算传热学的有限差分中，关于对流-扩散项差分格式的研究一直很活跃，独立或混合使用的各种格式多达几十种。按照对流-扩散项是统一考虑还是分开考虑，差分格式可以分为两大类：即统一考虑的一类，如乘方格式、局部分析解格式等；另一类则专门注重对流项的差分格式，而扩散项一般采用中心差分格式，如迎风差分、QUICK格式等。SIMPLE算法对控制方程的离散化是通过控制容积积分法（也称有限容积法）来进行的。为建立节点的离散方程，对泡沫陶瓷内的一维燃烧过程，区域离散采用外节点法。考察第P个节点，它与相邻各点之间的关系可以表达为：aPΦP＝aWΦW+aEΦE+b在利用有限体积积分法建立控制方程的离散方程时，扩散项常常采用中心差分格式进行离散。中心差分格式就是界面上的物理量采用线性插值公式来计算。对于一给定的均匀网格，可写出如下的利用中心差分格式所得出的离散形式：在对流项的离散中，一阶迎风差分格式考虑了流动方向的影响，其表达式如下：Φw＝ΦWΦe＝ΦP因为其系数永远大于零，因而在任何条件下都不会引起解的震荡，同时在迎风方向上获取比背风方向上更多的信息，反映对流过程的本质。但是由于一阶迎风的截差较低，除非使用相当细密的网格，否则计算的误差较大。基于以上原因，控制方程的对流项采用一阶迎风差分格式，对扩散项采用中心差分格式。根据控制微分方程得到的离散方程适用于内部节点，对于特定的问题进行数值计算，还应把其边界条件的表达式也写成适合数值计算的形式。针对描述泡沫陶瓷内燃烧的气相能量方程和组分方程来说，其边界条件只有第一类边界条件、第二类边界条件，这一点和绝热层流燃烧火焰相同。第一类边界条件规定了边界上的温度，这种情况下内节点的代数方程组已封闭，不必再对边界条件特殊处理，如对于进口的温度和组分边界条件，可以直接得出：Φ1＝Φ0其中Φ1表示进口边界上的节点，Φ0表示物理量的初始值。本文研究的燃烧问题的温度和组分在出口的边界条件为第二类边界条件。此时，边界节点的温度和组分都是未知量，温度和组分的代数方程组是不封闭的，无法求解。为使内部节点的温度和组分的代数方程得以封闭，有两类方法可以采用，即补充边界节点的代数方程法和附加源项法。由于内节点采用中心差分，则截差为二阶。为了得出上面第二类边界条件的二阶截差的边界离散方程，对于区域离散的外节点法，有两种方法，即虚拟点法和控制容积能量平衡法，下面就采用控制容积能量平衡法得出出口边界上气相能量方程和组分方程的代数方程。具有更高的精度。作为其中一个实施例，通过控制容积能量平衡法在出口边界节点上建立离散的气相能量方程和组分方程。作为其中一个实施例，通过控制容积能量平衡法在进口边界节点和出口边界节点上建立离散的固相能量方程。气相能量方程出口边界条件的离散：对于气体的出口边界M节点的控制容积，能量项包括流进、流出控制容积的能量、M-1节点向M节点的导热、控制容积内气体与固体表面的对流换热和化学反应产生的热量，则能量平衡式为：上式各项同除以c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔介质燃烧器的性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过有限容积积分法建立在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型；通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型；根据所述离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟；将所述模拟结果与预设的性能指标进行对比，对待检测的多孔介质燃烧器的燃烧性能进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种多孔介质燃烧器的性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：通过有限容积积分法建立在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型；通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型；根据在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型和在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型，对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟；所述对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟的步骤包括：对预混燃烧过程中的气体相温度场、火焰区厚度和火焰随当量比的迁移进行模拟；将所述模拟结果与预设的性能指标进行对比，对待检测的多孔介质燃烧器的燃烧性能进行检测；其中，所述通过控制容积能量平衡法建立在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散数学模型的步骤，包括以下步骤：通过控制容积能量平衡法在出口边界节点上建立离散的气相能量方程和组分方程；通过控制容积能量平衡法在进口边界节点和出口边界节点上建立离散的固相能量方程。2.根据权利要求1所述的多孔介质燃烧器的性能检测方法，其特征在于，在所述对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟的步骤之前，包括以下步骤：获取燃料的性能参数；其中，所述性能参数包括燃料的组成成分以及各个组成成分所占比例。3.根据权利要求2所述的多孔介质燃烧器的性能检测方法，其特征在于，所述对待检测的多孔介质燃烧器内的预混燃烧过程进行模拟的步骤，包括以下步骤：根据在多孔介质燃烧器的内部节点上预混燃烧过程的离散数学模型、在多孔介质燃烧器的边界节点上预混燃烧过程的离散模型以及所述燃料的性能参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德波，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：