管式加熱爐內燃燒與傳熱的數值模擬.pdf

1、隨著節(jié)約能源和保護環(huán)境的呼聲越來越高，節(jié)能減排已經成為各行各業(yè)的行業(yè)標準。管式加熱爐作為一種高能耗設備。為了提高能源利用率并減少污染物的排放，有必要研究爐膛內的流動過程、傳熱過程以及污染物排放量。本課題以圓筒型管式加熱爐為研究對象，運用計算流體力學等的基本原理，建立管式加熱爐爐膛內流動與傳熱計算的數值模型，對管式加熱爐內的穩(wěn)態(tài)傳熱過程以及煙氣流動過程進行模擬，通過與實際標定數據進行對比和分析，最終得到適用于本課題研究對象的最優(yōu)模型和參數

2、。
　　本文通過CFD商業(yè)軟件FLUENT對爐膛內部的燃燒過程以及穩(wěn)態(tài)傳熱過程進行模擬。采用最常用的套筒式燃燒器，根據管式加熱爐的設計尺寸建立管式加熱爐的幾何模型。采用分塊劃分進行網格劃分，對相對于爐膛尺寸比較小的燃燒器和爐管進行局部加密，最后再對爐膛進行網格劃分，并使用size function連接爐管、燃燒器和爐膛之間的網格。通過選擇不同的燃燒模型和輻射模型，研究其對爐膛內濃度場、溫度場以及污染物排放的影響，獲得爐膛內的流場規(guī)

3、律，最后通過采用化工軟件FRNC得到的數據對計算結果進行考察。研究發(fā)現，采用標準的標準k-ε模型，組分輸運燃燒模型和P-1輻射模型模擬所得到的爐膛內的溫度場、速度場分布，爐管表面溫度和熱流分布以及污染物NOx排放量與實際數據非常吻合。結果表明，燃燒過程中爐膛底部會形成一個局部回流，爐膛中部由于空氣上升氣流的作用也會形成一個回流，回流對爐膛內溫度分布有重要的影響。另外，在燃燒產生的污染物NOx中，熱力型占有很大的成分比重，NOx的生成區(qū)域