多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，包括：通過有限容積積分法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；根據(jù)所述離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬；將所述模擬結(jié)果與預設(shè)的性能指標進行對比，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測。此外，還公開了一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置。本發(fā)明大大提高了對多孔介質(zhì)燃燒器預混燃燒性能的檢測精度。
【專利說明】多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多孔介質(zhì)燃燒器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法和一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔介質(zhì)燃燒器中的預混合燃燒是一個包含化學反應(yīng)及導熱、對流和熱輻射三種換熱方式互相耦合的復雜換熱過程。因此，在對多孔介質(zhì)燃燒器的性能進行檢測和驗證時，預混燃燒性能的檢測是非常重要的一個方面。目前多孔介質(zhì)燃燒器的檢測方法，一般適用于氣體或氣固兩相流的燃燒問題，對于泡沫陶瓷內(nèi)的預混燃燒這一新的燃燒問題，并不是很適用，存在檢測精度偏低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，本發(fā)明提供了一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法和一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置。
[0004]一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，包括以下步驟:
[0005]通過有限容積積分法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；
[0006]通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；
[0007]根據(jù)所述離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬；
[0008]將所述模擬結(jié)果與預設(shè)的性能指標進行對比，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測。
[0009]與一般技術(shù)相比，本發(fā)明多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法分別通過有限容積積分法和控制容積能量平衡法在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點和邊界節(jié)點上建立預混燃燒過程的離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬，可以得出準確地模擬結(jié)果。從而掌握多孔介質(zhì)燃燒器在預混燃燒過程中的各項燃燒性能指標，再通過與預設(shè)的性能指標進行對比，可以達到檢測和驗證的目的。本發(fā)明大大提高了對多孔介質(zhì)燃燒器預混燃燒性能的檢測精度。
[0010]一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置，包括第一模型建立模塊、第二模型建立模塊、模擬模塊和檢測模塊；
[0011]所述第一模型建立模塊，用于通過有限容積積分法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；
[0012]所述第二模型建立模塊，用于通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；
[0013]所述模擬模塊，用于根據(jù)所述離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬；
[0014]所述檢測模塊，用于將所述模擬結(jié)果與預設(shè)的性能指標進行對比，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測。
[0015]與一般技術(shù)相比，本發(fā)明多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置分別通過有限容積積分法和控制容積能量平衡法在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點和邊界節(jié)點上建立預混燃燒過程的離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬，可以得出準確地模擬結(jié)果。從而掌握多孔介質(zhì)燃燒器在預混燃燒過程中的各項燃燒性能指標，再通過與預設(shè)的性能指標進行對比，可以達到檢測和驗證的目的。本發(fā)明大大提高了對多孔介質(zhì)燃燒器預混燃燒性能的檢測精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法的流程示意圖；
[0017]圖2為氣體溫度沿軸線與試驗結(jié)果的對比圖；
[0018]圖3為不同流速下火焰在不同位置的火焰區(qū)厚度示意圖；
[0019]圖4為不同當量比下的火焰遷移示意圖；
[0020]圖5為本發(fā)明多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案，進行清楚和完整的描述。
[0022]請參閱圖1，為本發(fā)明多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法的流程示意圖。
[0023]本發(fā)明多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，包括以下步驟:
[0024]SlOl通過有限容積積分法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；
[0025]S102通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型；
[0026]S103根據(jù)所述離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬；
[0027]S104將所述模擬結(jié)果與預設(shè)的性能指標進行對比，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測。
[0028]目前已經(jīng)發(fā)展出了很多種數(shù)值方法，其間的主要區(qū)別在于區(qū)域的離散方式、方程的離散方式及代數(shù)方程的求解方法。在流動與傳熱計算中應(yīng)用較廣泛的是有限差分法、有限容積法、有限分析法和有限元法。采用有限容積法建立離散方程，計算區(qū)域的離散采用外節(jié)點法，節(jié)點位于子區(qū)域的角頂上，子區(qū)域不是控制容積，劃分子區(qū)域的曲線簇就是網(wǎng)格線。為了確定各節(jié)點的控制容積，在相鄰兩節(jié)點的中間位置上作界面線，由這些界面線構(gòu)成各節(jié)點的控制容積。
[0029]在計算流體力學和計算傳熱學的有限差分中，關(guān)于對流-擴散項差分格式的研究一直很活躍，獨立或混合使用的各種格式多達幾十種。按照對流-擴散項是統(tǒng)一考慮還是分開考慮，差分格式可以分為兩大類:即統(tǒng)一考慮的一類，如乘方格式、局部分析解格式等；另一類則專門注重對流項的差分格式，而擴散項一般采用中心差分格式，如迎風差分、QUICK格式等。SMPLE算法對控制方程的離散化是通過控制容積積分法(也稱有限容積法)來進行的。為建立節(jié)點的離散方程，對泡沫陶瓷內(nèi)的一維燃燒過程，區(qū)域離散采用外節(jié)點法。
[0030]考察第P個節(jié)點，它與相鄰各點之間的關(guān)系可以表達為:
[0031]aPC>P = βιΦι+βεΦ^
[0032]在利用有限體積積分法建立控制方程的離散方程時，擴散項常常采用中心差分格式進行離散。中心差分格式就是界面上的物理量采用線性插值公式來計算。對于一給定的均勻網(wǎng)格，可寫出如下的利用中心差分格式所得出的離散形式:
【權(quán)利要求】
1.一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 通過有限容積積分法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型； 通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型； 根據(jù)所述離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬； 將所述模擬結(jié)果與預設(shè)的性能指標進行對比，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，所述通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型的步驟，包括以下步驟: 通過控制容積能量平衡法在出口邊界節(jié)點上建立離散的氣相能量方程和組分方程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，所述通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型的步驟，包括以下步驟: 通過控制容積能量平衡法在進口邊界節(jié)點和出口邊界節(jié)點上建立離散的固相能量方程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，在所述對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬的步驟之前，包括以下步驟: 獲取燃料的性能參數(shù)；其中，所述性能參數(shù)包括燃料的組成成分以及各個組成成分所占比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，所述對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬的步驟，包括以下步驟: 根據(jù)所述離散數(shù)學模型和所述燃料的性能參數(shù)，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，所述燃料為瓦斯氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，所述多孔介質(zhì)燃燒器以泡沫陶瓷為制造材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，所述對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬的步驟，包括以下步驟: 對預混燃燒過程中的氣體相溫度場、火焰區(qū)厚度和火焰隨當量比的遷移進行模擬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測方法，其特征在于，在所述對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測的步驟之后，包括以下步驟: 如果所述模擬結(jié)果超過所述預設(shè)的性能指標的幅度大于第一預設(shè)值，則發(fā)送告警信號。
10.一種多孔介質(zhì)燃燒器的性能檢測裝置，其特征在于，包括第一模型建立模塊、第二模型建立模塊、模擬模塊和檢測模塊； 所述第一模型建立模塊，用于通過有限容積積分法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的內(nèi)部節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型； 所述第二模型建立模塊，用于通過控制容積能量平衡法建立在多孔介質(zhì)燃燒器的邊界節(jié)點上預混燃燒過程的離散數(shù)學模型； 所述模擬模塊，用于根據(jù)所述離散數(shù)學模型，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器內(nèi)的預混燃燒過程進行模擬； 所述檢測模塊，用于將所述模擬結(jié)果與預設(shè)的性能指標進行對比，對待檢測的多孔介質(zhì)燃燒器的燃燒性能進行檢測。
【文檔編號】G01M99/00GK103543024SQ201310460557
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李德波 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院