燃气辐射管换热器结构优化与数值模拟研究

为解决燃气辐射管换热器排烟温度高的问题,设计带有换热管簇及烟气引射回流的高效换热器装置。通过对换热器的换热管长度、折流板数目和引射器尺寸变化的数值模拟分析,进而对换热器结构进行优化,以达到节约燃气、提高加热质量、降低NOx的目的。     

燃气辐射管高效换热器性能分析

对采用换热管簇及带烟气引射回流的U型辐射管换热器的性能进行了热态模拟试验研究,结果表明,换热管簇大幅增加了有效换热面积,提高换热系数,强化换热效果,换热器换热效率在77.5%～87.1%,回收率在50%左右;而烟气引射回流降低了NO_X排放,烟气中NO_X体积含量在77.3～123.4 mg/m³,相比于现有辐射管换热器具有明显的优势。     

烧结热风循环罩数值模拟与结构优化

为解决热风分布不均与罩内回流的问题,以首钢京唐500 m2烧结机热风循环系统的热风循环罩为研究对象,应用计算流体力学方法对其进行分析和优化.对热风循环罩原结构的流场数值模拟结果表明,热风从水平方向进入罩内后集中在来流方向远端一侧,来流方向近端一侧出现低速回流区,罩内热风分布严重不均,进入料面热风的最大速度达到了6.36...     

管壳式换热器新型支撑结构的数值模拟

提出并分析了一种新型的传热强化元件——旋流片作为管束间支撑物的流动与传热特性。在实验研究基础上，应用周期性单元流道模型，数值模拟了空心环和旋流片支撑时的湍流流动和传热性能。结果表明，空心环和旋流片均增强了换热，但都产生一定的阻力损失，特别是旋流片可以产生较大的形体阻力。周期性间隔布置的旋流片能产生衰减性的自旋流，有效冲刷壁面和增强扰流，换热效果优于空心环，具有较好的综合强化换热性能。     

硅钢连退机组辐射管加热段数值模拟

文章以国内某公司硅钢厂连续退火机组1号辐射管加热段为研究对象,分析炉内传热机理,建立并开发了辐射管加热段的传热模型.采用生产实际数据对模型进行了验证,以总燃料消耗量最小为目标,得出该炉段长度方向上燃料的最佳分配机制.所得结论为该公司连续退火机组节能控制提供理论依据.     

数值研究风比对预热式燃气辐射管的影响

燃气辐射管中的流动、传热和燃烧过程较为复杂,通过利用FLUENT软件,对辐射管内的流场、温度场进行数值模拟,研究了助燃空气的一次风与二次风的比例对火焰长度、辐射管温度的影响,为自身预热式辐射管的开发与优化提供了参考的数据.     

辐射管式热处理炉加热温度的控制及优化

在现场工艺参数设计与试验的基础上,对辐射管温度与实际加热温度的相关关系、辐射管式热处理炉加热温度的设定、加热速度及控制模式的选择进行了定量探讨,为提高加热质量和优化温度控制提供了参考依据。     

钛制换热器结构的分析和设计优化

结合多年产品设计与制造经验,对大型钛制换热器管板结构、管壳式换热器的小间隙分程隔板结构和壳程进口防冲结构进行了分析和设计优化。设计优化后的结构:在保证设备安全、可靠运行的条件下,降低了大型换热器对钛钢爆炸复合板的技术要求和管板的制造成本;解决了狭小空间分程隔板焊接难及无法对焊缝实施完全无损检测的问题,实现了分程隔板可拆卸功能,便于钛管箱的检修;避免了传统防冲结构易出现管束振动、防冲板变形脱落的现象,提升了该结构的防冲效果,进而保证了换热器的安全可靠运行。     

辐射换热器的理论研究

本文以套筒式金属辐射换热器为研究对象，建立了换热器空气侧及烟气侧强化传热的数学模型，并对不同的强化方案进行了数值计算，讨论了不同方案的强化传热机理及强化效果。     

辊底式热处理炉辐射管失效分析

着重分析了热处理炉辐射管使用过程中失效和损坏的原因及解决方案,热处理炉在生产过程中有辐射管失效的现象发生,辐射管失效主要表现为辐射管弯曲变形,辐射管从吊挂上脱落,造成内管受挤压破裂,导致辐射管的变形损坏。从炉温变化的影响、吊挂受力作用状况等方面进行了详细的分析,找出了辐射管损坏的原因以及相应的解决办法,达到了提高辐射管使用寿命的目的。     

均匀散射介质参与体系辐射换热分析

在辐射换热网络法基础上，定义了容积散射热阻并导出其表达式，区别容积辐射体对不同表面段的发射率及逸散系数，分析了均匀散射介质参与辐射换热时空间热阻的变化，并绘制出散射介质参与的三元体系辐射换热网络图．介质的散射使得容积段与表面段之间的总热阻增大，因而削弱了容积段与表面段之间的辐射热交换．     

板式换热器的研究现状及进展

讨论了发展板式换热器的意义,介绍了国内外板式换热器的发展历程及现状,论述了一些目前研究采用的新技术和新方法.最后对板式换热的未来进行了展望,指出板式换热器在广泛的领域将大有作为.     

HTAC辐射管在燃气真空热处理炉中的应用

概要介绍了HTAC辐射管技术，并阐述了其结构和特点，以及蓄热式辐射管燃气真空炉结构和特性。     

常化机组RTF段U型辐射管烧嘴的优化

介绍了某低NOx  F-L形辐射管烧嘴的基本结构和工作原理;对该型烧嘴在加热炉使用中存在加热能力不足的问题进行了详细分析,结合实际提出了多种有效措施以缩短火焰长度,并取得了令人满意的效果。     

辐射管辊底式热处理炉数学模型的研究与应用

采用假想面法建立了辐射管辊底式热处理炉炉内钢板加热的二维数学模型,开发了辐射管热处理炉模型控制系统。该模型包括钢板温度跟踪和炉温设定两个模块,钢板温度跟踪可以实时计算钢板在炉内的温度,为钢板热处理进入保温状态提供依据;炉温设定可以计算不同钢种、不同厚度、不同热处理目标温度下钢板对应的炉温设定值范围,用于指导生产。该模型已成功应用于某公司的辐射管辊底式热处理炉上,通过埋偶试验对模型进行了验证。试验结果表明,模型计算精度在±5℃以内,控制效果良好。     

基于 CFD 双 a型燃气辐射管燃烧的传热特性

运用亚音速烧嘴技术和烟气循环技术,设计了一种烟气高循环倍率的新型双a型辐射管,采用涡耗散燃烧模型和离散坐标辐射模型计算其燃烧传热过程。结果表明：42.6％的CH4在烧嘴内燃烧,57.4％的CH4在辐射管中心管内长度为800mm、直径为40mm的区域内燃烧;辐射管中心管内,循环烟气使火焰和气体等温线呈“椭圆型”分布,三通管和支管内,流动惯性使气体等温线呈“偏心圆”分布;双a型辐射管热效率为70.8％,壁面最高温度1065℃,最大温差79℃,中心管壁周向温差0～21℃,三通管及支管管壁周向温差0～15℃,整个辐射管管壁径向温差0～2.5℃。     

连铸管式结晶器变形的数值仿真与优化

为了减小管式结晶器铜板变形,提高铸坯质量,建立钢液-铜管-冷却水的三维流动传热模型以及铜管应变模型,研究管式结晶器传热和形变特征,提出铜管优化方案.研究结果表明,铜管热面最高温度为500 K,最低温度为320 K,铜管角部60 mm区域的冷却水温度最低;铜管角部的变形量最大,角部和窄面中心向水缝侧变形,铜管宽面中心向钢...     

地源热泵U型管地下换热器的CFD数值模拟

为了给地源热泵U型管地下换热器的优化设计提供理论依据,通过CFD数值软件对地源热泵U型管地下换热器系统中的流动和传热过程进行数值模拟.结果表明,地源热泵U型管地下换热器的换热效率随支管间距的增大而增加,随回填土材料热导率的增加而增大,而且支管间距和回填土材料热导率对换热器效率的影响是很复杂的非线性关系.当钻孔深度超过80m时,两支管的温升比急剧增加,支管间的热损失加剧,建议在实际操作中钻孔深度不要太深.     

分区分级燃气辐射管模型验证及仿真研究

本文首先对双P型辐射管进行实验和数值研究,发现除NO_x含量的误差偏大外,其他参数的偏差都在1%以内,证明该模型具有一定的可靠性.在此基础上,将空气分级的理念应用于双P型辐射管,提出一种带支管喷口的分区分级燃气辐射管,并建立相应的数学和物理模型.对比双P型辐射管和分区分级辐射管的模拟结果显示：分区分级燃气辐射管和双P型辐射管内气体的平均流速分别为25.8m·s^-1和21.0m·s^-1,热效率分别为65.9%和64.2%;分区分级燃气辐射管壁面最高温度为1047℃,壁面最大温差为73℃,比双P型辐射管降低15℃,分区分级后气体平均流速增大,提高了直管和回流管管段的烟气温度和壁面温度,具有更好的温度均匀性.