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论述了强排式燃气热水器的燃烧和传热的数值模拟分析过程。由于以往燃气热水器的数值模拟只是分别研究肋片换热器的传热情况和燃烧室内的燃烧情况,本课题将热水器内的燃烧与肋片换热器的传热结合起来,以摸清燃烧室的燃烧和肋片换热器传热性能之间的相互影响规律。本论文首先通过理论分析明确了影响燃气热水器热效率的因素,根据实验得出的数据显示,燃气压力是影响热水器热效率的重要因素之一。随着燃气压力的增加,燃烧温度升高,热水器的热效率变大。从实验中还可以看出,当燃气压力减小时,热水器的风机吸入的风量保持不变,而从火孔喷入燃烧室的燃气与空气部分预混的混合气体的流量减小,二次空气量相对增加,这样就造成了过剩空气系数偏大,这时燃烧室的燃烧温度相对于过剩空气系数稳定在设计值时的温度而有所降低。本次数值模拟以动量守恒、质量守恒和能量守恒为基础,采用数值计算的方法建立了燃气热水器燃烧室内的部分预混燃烧模型及烟气冲刷肋片的对流换热模型。首先,通过求解部分预混燃烧模型得到了热水器燃烧室内的温度分布,从中可以看出,燃烧烟气的温度从最高点到肋片换热器入口处,温度下降了约300℃,适当降低燃烧室的高度可以提高烟气冲刷肋片换热器时的平均温度,又不会增加过多的CO,有利于提高热水器的热效率。其次,通过求解烟气冲刷肋片换热器的对流换热模型得到肋片换热器内烟气侧的温度分布,观察可见圆管后的温度分布区域明显呈现尾流区,这样的紊乱流动影响了圆管后方的对流换热,降低了圆管的换热量,根据这一现象提出了改变肋片形状或者调整肋片倾斜角度的方法来改善圆管后的温度尾流区的流动场。最后,通过对以上两个模型的求解还可以得到烟气出口处的NOx与CO的质量分数分布,符合《家用燃气快速热水器》GB6932-2006对热水器CO排放量的限制和NOx的排放等级的规定,满足热水器环保性能的要求。通过Fluent软件计算出了烟气冲刷肋片换热器时的平均温度及平均速度,将他们带入经验公式中可以求出肋片换热器的换热量,与实验热水器的热负荷对比,相对误差在3%以内,这也说明研究燃气热水器的实验结果与模拟结果在一定程度上保持一致。