灰气体加权和辐射模型综合评估及分析 被引量：4

1

作者 楚化强 冯艳 +2 位作者 曹文健 任飞 顾明言 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期186-195,共10页

在O_2/CO_2气氛下,参与性介质的非灰气体辐射特性表现出不同于空气气氛下的特性,因此,非灰气体辐射模型的选择和应用在换热过程中将变得十分重要.基于统计窄谱带模型,本文综合评估近年发展应用较广的灰气体加权和(WSGG)模型.结果表明,几... 在O_2/CO_2气氛下,参与性介质的非灰气体辐射特性表现出不同于空气气氛下的特性,因此,非灰气体辐射模型的选择和应用在换热过程中将变得十分重要.基于统计窄谱带模型,本文综合评估近年发展应用较广的灰气体加权和(WSGG)模型.结果表明,几种WSGG模型的预测值总体趋势正确,但仍存在着一定的差别.对于发射率,Dorigon等(2013 Int.J.Heat Mass Transfer 64 863)和Bordbar等(2014 Combust.Flame 161 2435)的WSGG模型与基准模型符合较好,相对误差小于20%.与离散坐标法结合,本文求解了PH_2O/PCO_2=1,2时的一维平行平板间辐射换热问题.结果显示,由Dorigon等和Bordbar等的WSGG模型得到的辐射热源和热流密度分布的相对误差均较小(10%左右).Johansson等(2011 Combust.Flame 158893)和Bordbar等的WSGG模型具有更广的适用范围. 展开更多

关键词 气体辐射 灰气体加权和模型 发射率 离散坐标法

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灰体空间内非灰气体辐射的段法模型 被引量：1

2

作者 聂宇宏 刘勇 陈海耿 《江苏科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2006年第2期76-79,共4页

从辐射全交换面积的概念出发,推导了封闭空间边界为灰体,介质为非灰气体的辐射全交换面积计算式。气体的辐射特性用灰气体加权和模型描述。实验结果表明,文中推导方法正确。将黑体封闭空间的全交换面积近似用于灰体封闭空间的方法与文... 从辐射全交换面积的概念出发,推导了封闭空间边界为灰体,介质为非灰气体的辐射全交换面积计算式。气体的辐射特性用灰气体加权和模型描述。实验结果表明,文中推导方法正确。将黑体封闭空间的全交换面积近似用于灰体封闭空间的方法与文中的方法相比,计算所得辐射全交换面积的误差较大,尤其是表面段对气体段的全交换面积,但相邻段间的全交换面积误差较小。 展开更多

关键词 气体辐射 段法 辐射全交换面积 灰气体加权和模型 灰体空间

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非灰气体离散坐标法模型的比较 被引量：1

3

作者 罗侠 聂宇宏 张卫军 《材料与冶金学报》 CAS 2003年第2期145-148,共4页

将求解气体辐射传递方程的离散坐标法与描述非灰气体辐射特性的灰气体加权和模型结合,来研究气体介质参与的辐射换热问题.不同的坐标离散方法———SN法、TN法、SRAPN法与灰气体加权和模型结合,得到不同的非灰气体离散坐标法.分别用非... 将求解气体辐射传递方程的离散坐标法与描述非灰气体辐射特性的灰气体加权和模型结合,来研究气体介质参与的辐射换热问题.不同的坐标离散方法———SN法、TN法、SRAPN法与灰气体加权和模型结合,得到不同的非灰气体离散坐标法.分别用非灰气体的SN法、TN法、SRAPN法对一个三维炉况进行模拟,得到炉膛内介质的温度分布及壁面热流分布,比较了不同非灰气体离散坐标法的计算时间和精度.结果表明,SN法和TN法与灰气体加权和模型结合能较好地模拟气体介质参与的辐射换热问题. 展开更多

关键词 非灰气体辐射 灰气体加权和模型 离散坐标法 辐射换热 数值方法

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适于混合气体基于k分布的灰气体加权和模型 被引量：1

4

作者 尹雪梅 王磊 +1 位作者 刘永涛 吴超 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期3296-3305,共10页

工业燃烧环境的复杂性,使得传统的灰气体加权和(WSGG)模型很难满足气体辐射特性计算的精度要求。基于HITEMP2010数据库,利用等级相关原理将k分布法引入WSGG模型,并假设各参与性气体之间是统计非关联的,采用叠加法建立了适用于任意浓度... 工业燃烧环境的复杂性,使得传统的灰气体加权和(WSGG)模型很难满足气体辐射特性计算的精度要求。基于HITEMP2010数据库,利用等级相关原理将k分布法引入WSGG模型,并假设各参与性气体之间是统计非关联的,采用叠加法建立了适用于任意浓度、温度分布的混合气体WSGG模型。对四种不同燃烧条件下的非等温、非均匀混合气体的辐射换热进行了计算,将新模型计算的辐射热流和辐射源项与逐线法(LBL)及其他模型计算结果进行比较来验证新模型的有效性。结果显示新模型参数能很好地预测任意工况下混合气体的辐射特性。 展开更多

关键词 灰气体加权和模型 气体 辐射 K分布 传热

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WSGGM结合离散坐标法研究非灰气体辐射换热问题 被引量：9

5

作者 聂宇宏 陈海耿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期443-445,共3页

推导了描述非灰气体辐射特性的灰气体加权和模型 (WSGGM)与离散坐标法结合的公式 ,通过数值模拟以及与段法的比较 ,表明在WSGGM参数相同的情况下 ,所推导的方法与段法的结果相吻合 ,这证明将WSGGM引入离散坐标法能成功地用于模拟非灰气... 推导了描述非灰气体辐射特性的灰气体加权和模型 (WSGGM)与离散坐标法结合的公式 ,通过数值模拟以及与段法的比较 ,表明在WSGGM参数相同的情况下 ,所推导的方法与段法的结果相吻合 ,这证明将WSGGM引入离散坐标法能成功地用于模拟非灰气体辐射问题·不同WSGGM参数对计算结果和计算时间都有影响 ,可根据具体场合和精度要求选择使用WSGGM参数·该法容易实现辐射场与流场的耦合求解 ,因此是研究非灰气体辐射换热的一种实用的方法· 展开更多

关键词 非灰气体 热辐射 灰气体加权模型 离散坐标法 数值模拟 辐射换热

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基于1 m尺度甲醇油池火模拟计算的不同辐射模型数值评估研究 被引量：1

6

作者 周千军 胡勇 蒋勇 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期42-51,I0008,共11页

池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一,发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知,热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此,为建立合适的辐射模型,在这项工作中,通过将四个不同的辐射... 池火是火灾灾害中最常遇到的火焰类型之一,发展油池火的精细化建模有利于液体火灾事故危害性的精准分析及评估。众所周知,热辐射建模是准确模拟各种火灾场景的关键环节。因此,为建立合适的辐射模型,在这项工作中,通过将四个不同的辐射模型耦合到开源火灾模拟代码FDS中,并使用有限体积法求解辐射强度传输方程,对大尺度甲醇池火开展了LES仿真研究。结合NIST的实验数据,对不同辐射模型的影响特性及结果进行了对比分析。关于温度计算,基于WSGG的辐射模型和Cassol的模型表现更好。此外,所有模型都能很好地预测脉动频率。然而,关于辐射热通量的预测,Cassol的两个模型和FDS默认模型的表现优于其他模型,获得每个组分的准确光谱信息数据和确定混合气体的WSGG系数的方法是成功预测火焰辐射的重要因素。 展开更多

关键词 油池火 灰气体模型 LES模拟 WSGG模型

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富氧燃烧中气体辐射模型对燃烧与换热数值模拟的影响 被引量：4

7

作者 吴晓峰 范卫东 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2021年第2期150-160,共11页

富氧燃烧过程中,由于使用再循环烟气代替空气中N_(2)作为稀释剂,烟气中存在大量CO_(2)和H_(2)O。CO_(2)和H_(2)O作为非极性三原子分子,具有N_(2)没有的辐射能力,导致富氧燃烧中气体辐射特性发生变化。在数值模拟过程中,气体辐射模型是... 富氧燃烧过程中,由于使用再循环烟气代替空气中N_(2)作为稀释剂,烟气中存在大量CO_(2)和H_(2)O。CO_(2)和H_(2)O作为非极性三原子分子,具有N_(2)没有的辐射能力,导致富氧燃烧中气体辐射特性发生变化。在数值模拟过程中,气体辐射模型是一个重要的子模型。前人提出多种修改后适用于富氧燃烧的气体辐射模型,但不同气体辐射模型在不同富氧燃烧工况数值模拟中的影响尚未有统一研究。为了研究不同炉型下,气体燃烧和煤粉燃烧中气体辐射模型对燃烧换热模拟结果的影响,通过编程,将一种考虑CO影响的气体辐射模型以及文献中的6种典型气体辐射模型耦合入数值模拟计算。结果表明,在气体富氧燃烧中,气体辐射模型影响了火焰结构。同时,燃烧温度分布有所变化,不同模型结果之间差别最高可到500 K。气体与壁面之间的辐射换热受到影响。气体辐射模型对炉膛中心火焰区域影响较大,而对非火焰区域影响较小。在煤粉富氧燃烧过程中,当有效辐射层厚度在0.3 m左右时,如在100 kW下行炉中,气体辐射模型对煤粉燃烧数值模拟结果几乎没有影响。这可能是由于颗粒辐射在辐射换热计算中占主导地位。而当有效辐射层厚度在16 m左右时,如1000 MW塔式炉中,气体辐射模型对炉内切圆燃烧火焰温度以及组分浓度影响较大,温度差别可到100 K左右。而气体辐射模型对炉膛中心模拟结果没有影响。 展开更多

关键词 富氧燃烧 煤燃烧 气体辐射 灰气体加权模型

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德士古气化炉内气体辐射的数值模拟研究

8

作者 李勇亮 董美蓉 +2 位作者 谭次洋 梁友才 陆继东 《当代化工》 CAS 2023年第1期209-214,共6页

为了探究气体辐射对气化炉物理场的作用机制,采用数值模拟的方法,以灰气体加权和模型(WSGG)描述气体辐射特性,对比分析了加入气体辐射后辐射强度、温度分布以及气体组分体积分数分布的变化。结果表明:气体辐射在气化炉的辐射热流计算中... 为了探究气体辐射对气化炉物理场的作用机制,采用数值模拟的方法,以灰气体加权和模型(WSGG)描述气体辐射特性,对比分析了加入气体辐射后辐射强度、温度分布以及气体组分体积分数分布的变化。结果表明:气体辐射在气化炉的辐射热流计算中占有很大一部分比例;在定热流边界条件的情况下,气体辐射模型对温度分布的影响主要是体现在射流区中下部;气体辐射的加入会使H_(2)与CO_(2)的反应朝正向进行,在一定程度上改善模拟结果的准确度和精确度。 展开更多

关键词 气化炉 气体辐射 灰气体加权和模型 数值模拟

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基于离散坐标法的辐射模型研究

9

作者 魏威 张耘隆 +2 位作者 刘汉宇 唐伟 闫指江 《强度与环境》 CSCD 2022年第5期125-128,共4页

在分解温度以下的辐射气体,其吸收系数随着波长有剧烈的变化,因此在计算中考虑气体的非灰辐射特性是非常必要的,加权灰气体和模型是一种相对比较简单的考虑气体的非灰特性的模型。本文采用离散坐标法和加权灰气体和模型结合计算了三维... 在分解温度以下的辐射气体,其吸收系数随着波长有剧烈的变化,因此在计算中考虑气体的非灰辐射特性是非常必要的,加权灰气体和模型是一种相对比较简单的考虑气体的非灰特性的模型。本文采用离散坐标法和加权灰气体和模型结合计算了三维固定空间内气体辐射,并以统计窄谱带模型的结果为基准,检验了几种加权灰气体和模型的精度。同时研究了不同离散坐标方式对WSGGM模型计算精确性和计算效率的影响。 展开更多

关键词 离散坐标法 加权灰气体和模型 离散坐标方式

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热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响

10

作者 饶乐威 王天壹 连文磊 《航空发动机》 北大核心 2023年第4期38-47,共10页

为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律,利用改进的WSGG模型,通过CFD数值仿真进行对流辐射耦合计算,探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。结果表明:进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影... 为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律,利用改进的WSGG模型,通过CFD数值仿真进行对流辐射耦合计算,探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。结果表明:进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影响,在进口总温从1750 K升高到2150 K的过程中,叶片表面温度整体升高幅度为250~300 K,而黑体辐射温度对叶片表面温度的提升最高为40 K。在壁面发射率从0.3提高到0.8的过程中,叶片表面辐射热流密度随之增大,在吸力面和压力面局部区域辐射热流密度增大了1倍。壁面发射率和高温燃气进口温度对叶片表面的温度和热流作用相当均匀,进口压力和黑体辐射温度对叶片尾缘、前缘和压力面的热负荷影响远大于其他区域。在此基础上,提出了以进口总温、黑体辐射温度、余气系数和壁面发射率为自变量,以辐射换热热流密度为因变量的辐射换热的经验准则关系式,获得了该经验关系式的拟合结果,并对该拟合精度进行了计算,相对误差均小于5%。 展开更多

关键词 热负荷 对流辐射 涡轮叶片 数值模拟 灰气体加权和模型 经验准则关系式 航空发动机

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灰气体加权和模型的发展综述

11

作者 尹雪梅 王磊 吴超 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1-6,共6页

气体辐射特性的准确计算对辐射换热过程的分析有重要影响。国内外学者对气体辐射特性模型中的灰气体加权和模型(WSGG)和与k分布法相关的模型进行了大量研究,本文对WSGG模型发展现状以及存在的问题进行了总结分析。针对WSGG模型具有效率... 气体辐射特性的准确计算对辐射换热过程的分析有重要影响。国内外学者对气体辐射特性模型中的灰气体加权和模型(WSGG)和与k分布法相关的模型进行了大量研究,本文对WSGG模型发展现状以及存在的问题进行了总结分析。针对WSGG模型具有效率高、精度低的特点,而k分布法精度高可以弥补其不足,认为可以将k分布法引入WSGG模型,建立一种快速准确且能与任意辐射传递方程求解方法兼容的气体辐射特性计算模型。 展开更多

关键词 气体辐射 k分布法 灰气体加权和模型

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