甲烷–空氣擴(kuò)散燃燒過程熵產(chǎn)分析

【摘要】：借助Fluent軟件模擬了甲烷–空氣擴(kuò)散燃燒過程,對燃燒過程進(jìn)行了熵產(chǎn)分析。單位體積內(nèi)由導(dǎo)熱和對流、粘性耗散、質(zhì)量擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)過程的不可逆性產(chǎn)生的局部熵產(chǎn)率通過用戶自定義函數(shù)(user defined function,UDF)求解,由輻射過程的不可逆性導(dǎo)致的局部熵產(chǎn)率則通過對已求解的溫度場進(jìn)行后處理得到。結(jié)果表明對含有輻射換熱的傳熱過程進(jìn)行熱力學(xué)分析時,輻射熵產(chǎn)不能忽略。在燃料和空氣入口溫度及壁面溫度不變時,總熵產(chǎn)數(shù)隨燃料入口雷諾數(shù)和玻爾茲曼數(shù)的增大分別先減小后增大。因此可以選擇適當(dāng)?shù)娜剂先肟诶字Z數(shù)和玻爾茲曼數(shù)使系統(tǒng)的總熵產(chǎn)數(shù)最小,從而提高能量利用效率。 【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 熵產(chǎn) 輻射傳遞 燃燒 甲烷–空氣
【基金】：國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(50425619)~~
【分類號】：TK124
【正文快照】： 0引言熵產(chǎn)與熱力學(xué)的不可逆性有關(guān),熱力學(xué)不可逆性存在于所有的傳熱和流動過程中。熱力學(xué)第二定律廣泛應(yīng)用于涉及傳熱和流動的熱裝置[1-2]中。熵產(chǎn)最小化是傳熱和流動設(shè)備運(yùn)行效率提高的理論基礎(chǔ)。Bejan[3-5]研究了熵產(chǎn)及其最小化方法;Hooman等[6]針對充滿多孔介質(zhì)的矩形斷面

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