内置稳燃热岛燃气锅炉内流动与传热数值模拟

1前言近年来,随着钢铁工业的迅猛发展,生产中的副产煤气大量增加。焦炉煤气和转炉煤气由于发热值高,可以在生产和生活中有效利用。而高炉煤气属低热值燃料,受到其燃烧特性的限制,很难作为远距离输送的生活用气,只能在企业内部转换利用[1]。为了充分利用自产的高炉煤气,国内钢铁     

某船用锅炉过热器蒸汽与烟气传热流动数值模拟

对某船用锅炉过热器内部蒸汽与外部烟气的湍流流动、传热进行了整体的三维数值模拟.针对该船用锅炉过热器的结构特点,应用Gambit专业软件对其进行三维几何建模和网格划分.应用Fluent软件进行数值模拟,得出蒸汽流场的静压分布规律、流量分配规律、热负荷分布规律和过热器管壁温度场的分布规律.模拟结果与过热器的实际运行工况符合较好.对船用锅炉过热器的结构设计有重要的参考价值.     

阳极焙烧炉内煤气流动和燃烧的数值模拟

采用计算燃烧学的原理和模型以及CFD软件对燃烧煤气的阳极焙烧炉炉内的流动和燃烧过程进行了数值模拟计算,讨论了炉内温度场、流场、O2浓度场的分布规律,分析了这些因素对阳极炭块焙烧质量的影响。研究表明,在设计阳极焙烧炉时应考虑对气流分布有影响的各种因素。     

阵列射流冲击冷却流场与温度场的数值模拟

采用数值模拟方法对冲击冷却的流动和传热过程进行了三维数值研究。特别研究了在冲击孔叉排方式下,相邻孔间距、冲击距离以及射流入口雷诺数对冲击表面冷却流动传热特性的影响规律。     

泰勒涡流流动及强化传热数值研究

泰勒涡流为叠加于剪切流之上的二次流,其具有强化传热作用,在航空、水处理、制药工程和化工等领域都具有很大的应用价值。运用Fluent软件,建立长径比Γ = 30的模型并对同轴套管间的流态演变和传热特性进行了数值模拟。模拟结果显示了环隙内流体流态随着内筒转速增加的演变过程,表明在存在径向温差的情况下,涡流的存在强化了传热效率。对不同转速下的强化传热效果进行了对比分析,并确定了最佳状态点。     

聚苯乙烯反应器流体传热特性及换热系统结构改进的数值研究

聚苯乙烯反应过程中物料的升温速率及温度分布影响产品的质量和生产效率，反应器的设计与改造必须考虑物料搅拌过程中的升温速度和温度分布问题。在役聚苯乙烯反应器存在升温速率较慢，温度分布不合理等问题。利用ANSYS／FLORTAN程序计算了反应器内物料的温度场，找出了在役聚苯乙烯反应器存在的问题，提出了设备的改造方案。实践表明，第二种方案的装置内物料的升温速率较快，温度分布均匀，且降低了能耗。     

矩形管湍流冲击射流流动与传热的数值研究

采用SIMPLE算法和RNG k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程,对雷诺数为10000和冲击高度为4倍喷管水力直径的矩形管湍流冲击射流进行了数值模拟。结果发现在冲击面附近的射流横截面上,伴随着两个反向旋转涡对的出现,形成了主流速度的两个偏心峰值。分析认为双偏心速度峰值的形成是由冲击面产生的涡量向上游截面扩散而引起的。温度场和冲击面局部№数分布的研究结果表明：射流的传热特性受流动结构的控制,采用矩形管湍流射流可以获得较大的冲击区和较均匀的冷却效果。     

燃油锅炉改烧瓦斯气炉内流动和燃烧过程的数值模拟

1引言近年来,石化行业生产工艺的可燃副气量越来越多,如何利用这些气体燃料已成为石化行业节能和环保所面临的一项必须解决的任务。为了回收利用工业可燃副气,将现有的燃油锅炉改烧可燃副气或油气混烧是一项良好的节能措施。然而,燃料成份的改变、燃烧器喷射状况的不同以及炉膛     

熔池传热与流动的非定常数值模拟

对受移动激光速间隙加热的工件中的非定常传热与熔体流动进行了数值模拟，对不同热源移动速度下熔池行为的模拟结果进行了比较，当激光束移动速度比较高时形成的熔池浅而短，而移动速度比较较时形成的熔池深而长，所得工件代表点上材料的温度随时间变化以及加热或冷却速率，可以进一步用于研究被焊工件中的热应力或组织结构变化。     

高功率直流电弧等离子体流动传热过程的数值模拟

金刚石薄膜在现代工业和军事中具有重要应用价值,但是其制备过程中仍然存在着诸多问题,影响了其产业化发展。本文采用数值模拟的方法对影响金刚石薄膜制备的关键因素直流电弧等离子体的流动传热过程进行了研究,获得了等离子体流动与传热过程中的流场分布、温度分布、电离度分布等有关参量的分布状况,为掌握和控制电弧等离子体流动传热过程提供了理论依据和指导。     

膜片管通道流动与换热过程的数值模拟

采用SIMPLE算法模拟膜片管通道中的流动与换热,分析流场中出现的非线性现象以及不同管束排列方式对换热的影响。物理模型长度为185. 6 mm,高度为92. 8 mm,圆管直径为32 mm。烟气入口温度为400 K,上下两侧固体壁面温度为300 K。假设流动与换热进入充分发展阶段,雷诺数(Re)的取值范围是3 000～25 000,通入不同流速的烟气与两侧的壁面进行换热。结果表明:采用雷诺应力模型(RSM)所得的努塞尔数(Nu)与实验关联式结果最吻合,而且相对误差在5%～17%间;采用直接模拟(DNS)模拟时,稳态到非稳态的临界Re是100;在同一Re时,随着管间距减小,Nu是逐渐增加的,当Re取为25 000,管束水平间距和竖直间距均取为43. 2 mm时,通道换热能力达到最大且相应的Nu是195. 23。     

三角扰流蛇形翅片管流动换热特性数值研究

蛇形翅片管作为空冷凝汽器基本换热面,其流动与换热性能对空冷电站经济性有着重要影响,基于此,对三角扰流蛇形翅片管的气侧换热及流动特性进行了数值研究,分析了流体温度、压力沿流程方向的变化规律以及迎面风速、扰流三角个数、扰流三角尺寸等因素对蛇形翅片管换热及流动性能的影响,结果表明三角扰流部位局部阻力是沿程阻力的25%～70%,扰流三角对换热有明显的促进作用,换热系数最大提高37%.本研究可为蛇形翅片管的设计及优化提供理论参考.     

电渣重熔过程中传热及凝固组织的数值模拟

在凝固传热数学模型基础上,采用正态分布形核模型和二维偏心生长模型,模拟了钢锭重新凝固过程温度场及钢锭凝固组织的生长情况.数值结果表明：电渣重熔钢锭以倒“V”形的柱状晶为主,中心和底部为等轴晶,模拟结果与实验结果符合良好.随着渣温的提高,熔池变得深且宽;随着侧壁换热系数的增大,熔池深度变浅;随着重熔速度的减小,熔池深度也逐渐变浅;较低的渣池温度、较大的对流换热系数有利于等轴晶形成,而重熔速度对凝固组织的影响不大.     

直流电弧炉精炼期内熔池流场和温度场的数值模拟

数值模拟直流电弧炉精炼期内熔池部分的流体流动和电磁现象有重要的理论意义和实用价值.在对直流电弧炉内电弧等离子体进行数值模拟的基础上,使用一个二维时变磁流体力学模型来描述电弧炉精炼期内熔池部分电磁场、速度场和温度场的分布情况,同时,研究了炉底电极大小对炉内熔池部分流场的影响.仿真结果可为直流电弧炉的合理化设计和冶炼过程的优化提供参考依据.     

直接空冷单元流动换热特性数值研究

对A型直接空冷单元流动换热特性进行了数值研究,分析了环境风速、风向、风温、平台高度等对空冷单元流动换热特性的影响。计算结果表明:环境侧风通过两方面影响空冷单元的性能,水平分速度严重影响通风量在散热器上的分配均匀性,垂直分速度严重影响风机的通风量。随着环境风速的增大,散热器的通风量减小,散热器温度升高,热回风率增加,风机压头有效利用系数降低;在同样环境风速下,Y向风是更不利的风向,应尽量避免;环境温度增加一方面提高了空冷单元的进风温度,另一方面减少了风机的通风量,使流动和换热恶化;在所研究的平台高度内,平台高度对空冷单元的流动和换热影响不大。研究结果可为空冷凝汽器的运行及优化设计提供参考。     

波纹板式换热器传热与流动特性分析

通过数值模拟的方式,对一种用于低粘度流体的波纹板式换热器的传热特性和阻力性能进行分析,以控制变量法分析了流体速度对传热特性及阻力性能的影响;搭建了板式换热器测试平台,验证了数值模拟结果的正确性和可行性;用等速法拟合了Nu-Re与Eu-Re的相关准则式,并采用JF因子评价换热器综合性能。结果表明：模拟结果与实验结果相比误差在10%以内;当流体流速小于1.0 m/s时,换热器传热系数和压降随着流速的增大而增大,但综合换热性能逐渐变差,在此流速范围内,总传热系数随冷流体进口温度升高而增大。     

圆管螺旋流的流动与传热数值模拟

针对工程中常见的圆管流,采用切向引入装置使流体产生旋转流动,通过建立圆管螺旋流的三维模型,采用RNG-模型对管内流场进行了数值模拟,获得螺旋流的速度场以及强化传热特性。研究入口不同速度对强化传热性能的影响,为旋流强化传热装置的应用提供了必要的依据。     

∏形锅炉转弯烟道内的烟气流场变化及其对对流管束传热影响的分析与烟道结构改进

∏形布置的水管锅炉,后部转弯烟道内的烟气偏流会带来对流受热面的传热和温度偏差。当偏差较大时,会影响锅炉的整体运行性能。以一台70 MW热水锅炉为例,为减小转弯烟道内受热面的传热和温度偏差,结合流场数值分析调整烟道形状和尺寸,以确定合理的结构改进方案。方案实施后,经运行监测,对流管束前后部的温度偏差由17℃降低到3℃,其他相关的运行参数也都接近于设计值,取得了预期效果。