家用管式燃气换热器模拟模型简化及精度分析

在管式燃气换热器(TGH)全尺寸模型的基础上简化CFD模型,采用图像测速法获取引风机出口风场分布,采用k-ω模型以稳态方法进行流体湍流流动计算;以DO(discrete ordinates)模型分析辐射换热;分析ED(eddy-dissipation)模型、FR/ED(finite-rate/eddy-dissipation)模型和FGM(flamelet generated manifolds)模型的适用性。对比模拟结果发现,对于TGH设备,不同的燃烧模型可以获得相近的计算热效率值,ED模型对计算资源的依赖更低,适用于快速获得计算结果的情况;FGM模型可以获得更加精确的热管温度,更适合模拟TGH的运行状态。最后,基于FGM模型模拟不同工况下TGH的运行状态,结果表明简化模型计算精度较高,与TGH不同试验工况的测试结果较一致,满足研发要求。简化模型可以减少计算量,缩短TGH开发周期。