内嵌SiC-He螺旋管热交换器的三氯化铝反应炉散热特性研究

为解决三氯化铝反应炉炉内高温及余热积累问题，提出一种新型内嵌式SiC-He螺旋管热交换器结构，利用Fluent软件在恒定热源下对换热管中流动换热进行数值模拟，采用正交试验和极差分析的方法研究管径、螺距及横向管间距等对管内流动换热特性和反应炉散热特性的影响。试验结果表明，管径对管内流动换热特性影响最大，螺距影响最小，随着横向管间距的增大，炉内温度分布由对称逐渐趋向均匀。最优参数组合为管径70 mm、螺距100 mm、横向管间距1 600 mm。     

基于SiC-He的三氯化铝反应炉余热回收装置传热特性研究

针对三氯化铝反应炉内部反应热积累问题，设计了基于SiC-He的新型三氯化铝反应炉余热回收装置。并利用数值模拟方法，对比不同换热管进风口布置方案，上下排管交错进风能显著改善反应炉温度分布不均匀的问题。探究换热管横纵向间距大小对反应炉温度场的影响，确定纵向管间距取值范围为200～300 mm，横向管间距取值范围为250～300 mm。基于正交试验进行分析对比，第1列换热管风速大小对温差影响最大，其次为第3列，第2列换热管风速对温差影响最小。     

脱硫废水零排放处理系统蒸发段翅片结构的数值模拟

构建了一套新型脱硫废水零排放处理系统，针对该系统中相变换热技术与多效蒸发技术的耦合点，对蒸发段烟气侧不同结构的翅片进行数值模拟研究。结果表明：翅片间距过小时，会增大烟气压降，使风机功耗过大，从而导致成本增加，当翅片间距为8 mm时，传热性能最佳；翅片高度过大时，传热阻力过大，翅片高度过小时，烟气压降过大，使得风机功耗过大，成本过高，当翅片高度为10 mm时，翅片管的传热性能最佳。     

新型余热锅炉冷却水流动及传热特性模拟和优化

对设置导流结构后的新型急冷余热锅炉冷却水的流场进行模拟，发现随着中间导流板位置的变化，冷却水的高温区域逐渐离开烟气入口侧的管板向流场的中部移动，并由最上排换热管周边区域逐渐扩展至管束中间区域甚至下排换热管区域。对不同情况下冷却水流场中的局部最大传热系数、平均传热系数、标准差和出口截面含气率进行了分析。相较于无导流结构的冷却水流场，具有导流结构的冷却水流场的局部最大传热系数降低6.06%，平均传热系数提高1.98%，标准差由0.94降至0.54，提升总传热系数的同时使流场内热流分布更均匀，达到强化传热的效果。