超临界压力正癸烷在螺旋管中传热与裂解吸热现象的数值模拟

探讨了正癸烷的裂解吸热反应对流动、传热和化学组分分布的影响。结果表明,由于裂解吸热反应把加热热量转换成了燃料分子的化学能,与未考虑热裂解的计算结果相比,考虑裂解反应时出口处流体平均温度降低了约50 K,壁面温度降低了约70 K,对流传热系数提高了10%左右。这一方面是因为裂解引起的密度降低、轴向速度增加,另一方面是由于裂解反应提高了螺旋管截面的径向速度,加强了二次流动,增加了壁面湍动能。正癸烷在内侧温度较高的区域裂解度较高,因此螺旋管内侧温度降低,环向温度分布变均匀;裂解度越大,环向温度分布越均匀。与热结焦有关的烯烃类裂解产物C_2H_4,C_3H_6在温度较高的内侧质量分数较大,表明结焦更可能发生在螺旋管的内侧。