徐钱等：分区分级燃气辐射管模型验证及仿真研究 ·1625· 着气体流动，中心管截面上的速度逐渐分布均匀，从 主要是由左右侧的低速回流烟气挤压喷口喷出的高 整体来看中心管气体流速呈左右低、上下高的趋势， 速气体引起的 速度(m·s) X=1500 mm X=1100 mm X=850 mmX=600 mm X=350 mm X=100 mm 1.06×10 1.00×102 9.52×10 8.99x10 8.46x10 7.93×10 X=100 mm X=350 mm X=600 mm 6.87×10 6.35×10 5.82×10 5.29×10 4.23×10 3.17×10 264×10 X=850 mm X=1100mm X=1500mm 2.12×10 1.06x10 5.29 图8主管不同截面上气体速度分布云图 Fig.8 Gas velocity distribution on different cross sections 图9显示的是支管不同截面上的气体速度分布云 冲击支管喷口喷出的气体，使得支管截面上各点速度 图.从图9中可以看出，随着气体在分区分级燃气辐 值差异较大.分区分级燃气辐射管的支管各截面上速 射管内流动距离的增加，气体平均流速逐渐减小，三通 度分布有如下规律：支管截面上，气体流速由外向内逐 管处气体流速较大.由于三通管处气体的惯性作用， 渐降低 速度/m·s (2X=1500mm(3)X=1100mm(3)X=600mm(5)X=100mm 1.06×102 1.00×102 9.52×10 (1)y'=203mm 6)y=203mm 8.99×10 8.46×10 7.93x10 6.87×10 (1)y-203mm (2)X=1500mm (3)X-1100mm 6.35×10 5.82×10 5.29×10 4.23×10 3.17×10 2.64×10 (4X=600mm (5)X=100mm (6Y=203mm 2.12×10 1.06×10 5.29 图9支管不同界面上气体速度分布云图 Fig.9 Gas velocity distribution on the different interfaces of the branch pipe 2.2.3气体温度场分析 1950mm时，支管处通入相对温度较低的空气，截面上 图10为分区分级燃气辐射管与双P型辐射管内 气体平均温度降低，随着未完全燃烧的燃气再次燃烧， 气体温度分布云图.从图10中可以看出，分区分级燃 支管及回流管处的气体温度先升高后降低，但是降低 气辐射管在支管处由于通入空气，遇未完全燃烧的燃 趋势相对平缓.相较于双P型辐射管，支管和回流管 气发生再次燃烧，使得支管及回流管处气体温度有所 处气体平均温度有了提高. 提高，整个辐射管的温度均匀性更好. 分区分级燃气辐射管结构的不完全对称性导致辐 图11给出的是不同轴向位置的分区分级燃气辐 射管内压力及速度分布不均匀，同样由于气体分布不 射管和双P型辐射管的气体平均温度分布曲线.从图 均匀引起分区分级燃气辐射管内气体温度分布不均 11中可以看出：分区分级燃气辐射管的气体温度先升 匀.图12显示的是中心管上在X=100,350,600, 高，在距离喷口1550m位置时气体温度最高达到 850,1100和1500mm处截面上气体温度分布云图 1230℃左右，随后气体温度逐渐减低：在距离喷口 从图中可以看出，整体来说截面中心温度很高，周围温徐 钱等: 分区分级燃气辐射管模型验证及仿真研究 着气体流动，中心管截面上的速度逐渐分布均匀，从 整体来看中心管气体流速呈左右低、上下高的趋势， 主要是由左右侧的低速回流烟气挤压喷口喷出的高 速气体引起的． 图 8 主管不同截面上气体速度分布云图 Fig． 8 Gas velocity distribution on different cross sections 图 9 显示的是支管不同截面上的气体速度分布云 图． 从图 9 中可以看出，随着气体在分区分级燃气辐 射管内流动距离的增加，气体平均流速逐渐减小，三通 管处气体流速较大． 由于三通管处气体的惯性作用， 冲击支管喷口喷出的气体，使得支管截面上各点速度 值差异较大． 分区分级燃气辐射管的支管各截面上速 度分布有如下规律: 支管截面上，气体流速由外向内逐 渐降低． 图 9 支管不同界面上气体速度分布云图 Fig． 9 Gas velocity distribution on the different interfaces of the branch pipe 2. 2. 3 气体温度场分析 图 10 为分区分级燃气辐射管与双 P 型辐射管内 气体温度分布云图． 从图 10 中可以看出，分区分级燃 气辐射管在支管处由于通入空气，遇未完全燃烧的燃 气发生再次燃烧，使得支管及回流管处气体温度有所 提高，整个辐射管的温度均匀性更好． 图 11 给出的是不同轴向位置的分区分级燃气辐 射管和双 P 型辐射管的气体平均温度分布曲线． 从图 11 中可以看出: 分区分级燃气辐射管的气体温度先升 高，在距离喷口 1550 mm 位置时气体温度最高达到 1230 ℃ 左 右，随 后 气 体 温 度 逐 渐 减 低; 在 距 离 喷 口 1950 mm 时，支管处通入相对温度较低的空气，截面上 气体平均温度降低，随着未完全燃烧的燃气再次燃烧， 支管及回流管处的气体温度先升高后降低，但是降低 趋势相对平缓． 相较于双 P 型辐射管，支管和回流管 处气体平均温度有了提高． 分区分级燃气辐射管结构的不完全对称性导致辐 射管内压力及速度分布不均匀，同样由于气体分布不 均匀引起分区分级燃气辐射管内气体温度分布不均 匀． 图 12 显示的是中心管上在 X = 100，350，600， 850，1100 和 1500 mm 处截面上气体温度分布云图． 从图中可以看出，整体来说截面中心温度很高，周围温 ·1625·