计算模型及网格划分

在高温空气燃烧过程中，蓄热体及流体的温度及受力周期性随时间而变化。为简化计算，作如下假设：各格孔内的传热相同；忽略蓄热室的辐射换热和热损失；在蓄热体长度方向两个边界面温度只是时间的函数；流体的热物性参数恒定不变，蓄热体具有各向同性的导热特性，其比热是一个关于温度的多项式；蓄热介质的表面积及质量分布均匀；烟气与冷风在各自入口处的速度及温度在横截面上分布均匀，且不随时间变化；不考虑空气与烟气物性的差异对蓄热体特性的影响，在整个计算过程中都用空气作为传热介质。 

以现场实际使用的蜂窝型蓄热元件为对象，其壁厚仅为0.5mm，蜂窝单元间距为3mm。蓄热室长度为600mm，每相邻四个格孔的中心连线围成一个正方形区域。如图2所示，以该区域和沿蓄热室长度方向构成的三维空间内的蓄热体作为计算区域。使用周期性边界，采用非均匀网格划分计算区域，计算网格数为 44×15×15。

边界条件和初始条件 

进口采用Dirichlet条件，直接设定进口速度。考虑到在一个工作周期中蓄热和放热两个阶段具有相同的质量流量，但因冷热空气的温度差异，使得各自的进口流速差别很大，本文按表1所示工况确定进口条件。

由于蓄热式燃烧采用引风机抽引烟气，因此本计算采用压力边界条件，考虑到流体流过蜂窝型蓄热室的压降小于1000Pa[1][3]，结合现场实际工况，计算中的出口压力均设为-800Pa。 

蓄热体壁面沿流动方向采用壁面函数，壁面内部无热源，温度变化由蓄热体的导热系数确定。 

根据现场条件，整个计算区域内的初场设定为温度305K，速度为0。考察一个工作周期流体入口速度、高低温气体入口温度差在不同的换向时间条件下对蓄热体壁面的应力的影响，换向时间分别为10、20、30、40、60、90秒。

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