圆筒炉内燃烧器出口湍流流动和燃油燃烧的三维数值模拟

针对一现场运行圆筒炉内油、气联合燃烧器燃油燃烧过程进行了详细的数值模拟。其中，对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化，实现了计算区域的结构化网格划分。在前人的研究基础上发展了计算燃油液雾燃烧过程完整的数学模型，对气相的湍流流动采用κ-ε模型，对液雾颗粒相的湍流流动采用随机轨道模型，对湍流燃烧采用EBU-Arrhenius模型，对辐射传热采用离散坐标模型。模拟计算成功地得到了燃烧器出口流场、温度场、组分分布以及火焰形状等详细信息，揭示了计算区域内流动、燃烧和传热过程特点。计算结果与现场测量数据吻合。     

扁平火焰燃烧器数值模拟

对延迟焦化加热炉用扁平火焰燃烧器进行了数值模拟研究 ,通过数值模拟分析了不同燃料情况下燃烧器的速度场和温度场。为了指导实际操作 ,对不同燃料情况下燃烧器的性能也进行了数值模拟。     

页岩气燃烧器燃烧特性的数值模拟

研究页岩气的清洁燃烧特性并设计优化其燃烧器对页岩气的推广应用具有重要意义。根据页岩气的特点,设计了供小型工业炉使用的200 kW页岩气燃烧器,采用数值模拟的方法,研究了过量空气系数（1.05～1.35）、钝体等对页岩气燃烧的温度分布、燃烧产物、NO排放等特性的影响规律。结果表明：①随着过量空气系数增大,炉膛的峰值温度降低;②过量空气系数较大时,容易在燃烧器根部形成高温区域;③未加装钝体时,NO的生成量较大,NO的生成量随过量空气系数的增加而减小;④在燃气管出口处增加钝体后,可实现甲烷的完全转化;⑤与未加装钝体相比,炉膛温度峰值下降,钝体后形成回流区,回流的高温烟气能够有效预热喷出的燃气,减少了着火时间,温度分布较均匀,燃烧状况稳定,产生的NO浓度较低。综合考虑的结论认为,增加钝体优化后的燃烧器,当过量空气系数为1.25时的工况性能最优。     

测试燃烧器放喷流动及燃烧特性数值模拟

针对气井测试大流量放喷时燃烧产生的高热辐射和噪声对人员及设备造成的危害问题,采用RSM湍流模型、简化的甲烷-氧气2步反应组分输运模型、离散坐标法辐射传热模型、宽频噪声及F-W-H噪声模型对页岩气测试燃烧器大流量放喷燃烧过程进行了数值模拟,考察了大流量放喷时放喷流场及噪声传播规律。分析结果表明:测试燃烧器放喷为扩散燃烧方式,燃烧效率较低,燃烧不完全易冒黑烟,同时扩散燃烧形成上浮火焰形态,火焰根部距离套筒出口较近,形成的高温热辐射使燃烧器本体受热变形而失效;燃烧器内放喷头径向喷孔流速过高导致高射流噪声,进而产生高燃烧噪声,严重威胁人员和设备安全;采用提高燃气和空气混合效果的预混燃烧方式,并合理设计喷孔流速可以抑制现有燃烧器缺陷。所得结果可为大流量测试放喷燃烧器结构改进提供理论指导。     

燃料变化对气体燃烧器燃烧性能影响的数值模拟研究

该文以John Zink公司一种瓦斯燃烧器为几何原型,对燃烧器和稳焰旋流器附近三维复杂形状未作任何简化,生成了包括燃烧器和炉膛的结构化网格,换用甲烷、乙烷、丙烷和丁烷四种不同的气体燃料,用标准的k-ε湍流模型、k-ε-g湍流扩散燃烧模型和蒙特卡洛辐射换热模型对燃烧器内的流动及燃烧状况进行了全尺寸数值模拟,预报了燃烧器内流场和温度场,考察燃料变化对炉内温度场的影响规律及燃气射流特性参数(Re·D1)对火焰长度的影响,对进一步优化设计燃烧器、提高加热炉热效率有很好的指导意义。     

气体燃烧器在正U型排管重整加热炉上的选型

文章针对连续重整装置加热炉的工艺要求、燃料特性、炉型特点和环保等要求，采用CFX仿真计算软件对6种燃料气进行燃烧模拟计算，探讨了燃料组分变化对燃烧产生的影响。重点讨论了气体燃烧器在正U型排管的重整加热炉上的应用。     

燃气组分变化对重整燃烧器燃烧过程及炭粒生成的影响

采用数值模拟方法对连续重整加热炉燃烧器的流动和燃烧过程进行研究,分别考察氢气、甲烷、乙烷、丙烷和丁烷五种不同的气体燃料对燃烧过程的影响,重点研究在燃烧不同气体燃料时的燃烧状况和火焰形状的变化情况及形成原因,同时考察燃气组分变化对炭粒生成的影响。结果表明,较轻的燃料燃烧迅速,具有较短的刚直火焰,辐射段出口烟气温度较低,燃烧充分,炭粒生成较少;较重的燃料与空气混合慢,火焰较长,辐射段出口烟气温度较高,未完全燃烧的燃料在很大区域存在,炭粒生成较多,并可能形成结焦。     

空气过剩系数对瓦斯燃烧器燃烧和NOx排放性能影响的三维模拟计算

以某公司一种瓦斯燃烧器为几何模型,对燃烧器和稳焰锥附近的复杂结构未作简化,以实际瓦斯气为燃料,用标准的k-ε湍流模型、双δPDF气相燃烧模型和蒙特卡洛辐射传热模型对燃烧器的流动及燃烧性能进行全尺寸数值模拟,得到燃烧器内温度分布、火焰长度和NOx浓度分布,计算结果表明空气过剩系数对火焰温度、火焰长度和NOx的生成量具有显著的影响,NO的生成量主要与温度分布和氧气浓度的分布有关.     

瓦斯燃烧器湍流扩散火焰数值模拟研究

利用PHOENICS软件 ,对钝体稳焰瓦斯燃烧器湍流扩散火焰进行了数值计算 ,验证了k ε湍流模型、三气体燃烧模型及综合辐射模型的有效性。探讨了稳焰块直径和火道张角对燃烧器稳焰特性和火焰长度的影响。用数值模拟方法对瓦斯燃烧器湍流扩散火焰进行了研究。     

低NOx燃烧器的发展及应用注意事项

阐述了低NOx燃烧器的发展历程，以及应用低NOx燃烧器的加热炉在设计和操作方面需要注意的问题。     

延迟焦化炉内湍流流动、燃烧和传热综合过程数值模拟

 在焦化炉综合模拟研究中，准确描述出炉膛内的燃烧和传热过程极其重要，采用分区耦合的计算方法，实现了对工业焦化炉从燃烧器、炉膛、炉管整体几何结构的完全仿真，并且对焦化炉内流动、燃烧和传热全部工艺过程进行了完全的真实模拟。计算得到了炉内流场，温度场，以及炉管表面热流密度分布的详细信息，揭示了焦化炉炉膛内流动、燃烧和传热过程的特性。模拟结果表明，炉膛中存在着流动、燃烧反应与传热的不均匀分布，是造成炉管管壁热流的非均匀分布的原因。     

延迟焦化加热炉内湍流流动和燃烧的数值模拟研究

利用数值模拟方法研究了炼油过程中延迟焦化管式加热炉内的流动和燃烧过程。计算中未作任何简化，实现了包括燃烧器和炉膛在内的复杂结构网格的划分，选用标准的κ-ε湍流模型、PDF扩散燃烧模型和离散坐标辐射传热模型，对炉内流动和燃烧过程进行了三维全尺寸的数值模拟，成功地计算出炉膛内的速率场、温度场和各组分的浓度场。该炉采用的燃烧器产生的扁平状火焰，可以均匀加热炉管中的流体，有利于反应的顺利进行。     

注水井地层带温度场数值模拟及优化

根据地层与水井中热传导机理建立了注水井地层带温度场的数学模型,给出了该抛物型偏微分方程的初始条件和边界条件,并讨论了其数值算法;构造了关于导热系数、比热等参变量的优化识别模型(这是一个含有动态约束的泛函极值问题)、算法和相应的软件;对某油田的多口注水井进行了实际计算,得到的数值结果表明了所给出的模型、算法及软件的正确性.     

定向井有杆抽油系统的数值模拟

以Doty数学模型为基础,对定向井杆柱、液柱进行了受力分析,给出了描述定向井有杆抽油系统的数学模型;采用两步二阶显示差分格式对模型进行求解,得到了满意的结果。从而解决了定向井有杆抽油系统的数位模拟问题。同时指出了定向井数学模型与会在井数学模型的区别。从模拟结果看,定向并与直井的地面示功国和泵示功图均有较大的差异,因此在对定向井进行设计时要采用适合于定向井的数学模型。     

燃烧器结构对气体火焰形状和炉内温度分布的影响

利用数值模拟方法,选用标准的K-ε湍流模型、PDF扩散燃烧模型、离散坐标辐射传热模型,研究了燃烧器结构对气体火焰形状和炉内温度分布的影响,主要考察了不同燃烧器喷孔直径、喷孔角度和旋流角度下速度、温度、火焰形状等参数的变化规律.结果表明, 喷孔直径越小,喷孔出口速度越大,速度峰值也越大,射流的影响区域越大,燃料与空气的混合越好,燃烧速率越高,燃烧的火焰越短、越窄;喷孔角度和旋流配风也可以增强混合、强化燃烧,但其对火焰形状及长度和炉内整体的温度分布影响很小.因此,若要提高辐射传热效率,只能从配风和火道形状的优化入手,开发新结构的高效燃烧器.     

高温助燃风顶烧燃烧器的开发研究

对制氢转化炉用高温助燃风顶烧燃烧器进行技术分析，针对其特性进行高温助燃风顶烧燃烧器的开发设计。详细介绍高温助燃风顶烧燃烧器的开发研究情况，包括开发、设计原则，理论计算及冷、热态试验结果。实践证明，高温助燃风顶烧燃烧器高效、节能、环保，性能可靠。     

井筒-地层动态温度场数学模型

从水蒸汽的热力学性质入手,结合稠油热采方法,建立了用于计算蒸汽、油管、套管和地层动态温度场的数学模型。     

砂岩油藏堵水数值模拟研究与应用

运用简化的黑油模型,对砂岩油藏层内堵水机理进行了数值模拟研究,得出了一些定性的认识和定量的结论。根据得出的结论,对高含水的L36断块整体堵水进行模拟,预测了堵水效果,从8套方案中优选出调整治理方案。该方案实施后,区块综合含水上升率由每年的2%下降为零,产量递减速度得到明显控制,累计增油量9066 t,而预测增油量为11020 t,吻合率达82%,为同类油藏的综合治理提供了一种有效的方法。