张文瀚，王国峰，赵巧男，徐有宁，张皓男，郭雨威，唱 千

（1.沈阳工程学院a.研究生部；b.能源与动力学院；c.工程技术研究院，辽宁沈阳 110136；2.阜新金山煤矸石热电有限公司运行部，辽宁阜新 123006）

1 模型

1.1 物理模型

本文所研究的重型燃气轮机燃烧室为沿周向分布20 个火焰筒的逆流式环管型燃烧室，其中单个火焰筒的几何模型如图1 所示。该燃烧室属于空气分级燃烧，喷入燃烧室的空气分成两股，采用预混燃烧方式，燃料为甲烷。

图1 火焰筒物理模型

1.2 化学反应模拟器

CRN 模拟计算采用ANSYS18.1 中的Chem‐kin18.1 软件进行，结合CFD 数值模拟结果中的温度场、速度等流场来确定合理的化学反应器模型，复杂的化学反应网络模型是通过不同类型的化学反应器进行串并联而形成的。本文采用的化学反应器有：完全搅拌反应器（PSR）、柱塞流反应器（PFR）和无化学反应混合器（MIX）。完全搅拌反应器（PSR）是零维反应器，可模拟气相反应、表面化学反应、稳态和动态反应，系统中的大部分物质都参与反应，输出的结果是气相反应和表面化学反应相互耦合的结果。在完全搅拌反应器内，化学反应起主导作用，反应物充分混合，反应所用时间较短，有利于充分模拟反应器的燃烧过程，减少计算量。柱塞流反应器（PFR）是一维反应器，在轴向上不需要与流体相互混合，在垂直于轴向方向上与流体完全混合，化学反应速率非常快，混合反应起主导作用。无化学反应混合器（MIX）反应中没有化学反应，只有物理反应。本文所研究的燃烧室主燃区气体流速快、温度高、化学反应剧烈，适用于PSR模型；……