变截面导流筒换热器入口流场均化性能数值仿真

采用变截面导流筒真实三维实体模型,通过数值模拟的方法,以流体流动均匀性和压降作为综合衡量依据,研究了变截面导流筒装置中关键结构参数的变化对其内部流体流动均匀性和流体流动阻力的影响规律,得出了导流筒的结构参数L,H,θ与壳程进口处流体流动状况的对应关系,证实了在适当范围内调整上述结构参数,不仅可以提高壳程进口处流体流动均匀性,而且可以有效降低壳程流体的压力损失。从导流筒换热器的流体流动均匀性和壳程压降角度出发,推荐L,θ,H的取值范围分别是:L=50～70mm,θ=7°～12.5°,H=50～100mm。研究结果为变截面导流筒换热器优化设计提供了参考依据。

帘式折流片换热器壳程流体流动和传热周期性充分发展区域长度界定研究

为了能清晰地了解帘式折流片换热器的壳程特性,采用数值模拟的方法对帘式折流片换热器三维实体模型壳程流体流动和传热性能进行研究。分别从压力梯度、无因次温度、速度三个主要特征,分析具有不同壳程流体流量,不同折流栅装配方式下帘式折流片换热器壳程流体流动与传热周期性充分发展区域的长度范围。在所研究范围内得出当折流栅同向装配时,流体在翻过第三块折流栅后到倒数第一块折流栅之间,流体的流动和传热为周期性充分发展状态;折流栅对称装配时,流体在翻过第二块折流栅后到倒数第一块折流栅之间为周期性充分发展段。帘式折流片换热器几何结构一定的情况下,周期性充分发展区域的长度与壳程流体流量的变化无关。

帘式折流片换热器壳程流体流动死区研究

为掌握新型高效帘式折流片换热器壳程流动死区分布规律,采用CFD方法得到该换热器中停留时间分布(RTD)数据,研究表明:帘式折流片换热器壳程流动死区大小随着Re的增加而降低;流动死区分布规律受折流栅排列方式的影响,相同壳程Re下,折流栅对称排列时死区大于折流栅同向排列时的死区,且均小于折流板换热器壳程流动死区.当Re=5 000,10 000,15 000时,折流栅对称排列时帘式折流片换热器壳程死区分别为折流板换热器壳程死区的59.23%、49.08%、46.06%;折流栅同向排列时分别为折流板换热器壳程死区的29.94%、25.32%、19.80%.

燃煤锅炉掺烧气化灰渣试验研究

煤气化过程中产生的灰渣具有一定热值,燃煤发电企业对其进行合理利用不仅可以降低经营成本,同时避免了环境污染问题。为深化利用气化灰渣,本文选取气化灰渣和发电企业常用煤种,通过样品灰成分、灰熔融特性以及燃烧特性等分析,开展混烧特性及经济可行性研究。结果表明:气化灰渣经过干燥后,可以与发电企业常用煤种掺混使用;当气化灰渣掺混比例≤30%时,混合燃料软化温度高于机组设计软化温度,理论上可以满足机组安全运行要求;随着气化灰渣掺混比例的增加,混合燃料的着火温度、最大燃烧速率对应温度、燃尽温度均降低,有助于提高混合燃料在锅炉内的燃烧效率,但此时反应激烈程度和最大燃烧速率降低。

肋片管省煤器烟速分析

烟气流速偏高是管子发生磨损最关键的因素之一,应用Fluent软件对四种布置型式的省煤器烟气流速进行模拟,并将模拟结果与按传统计算标准得出的烟气速度进行对比。结果表明,光管顺列、光管错列、H型肋片顺列布置的省煤器,其模拟平均烟速与计算烟速一致;螺旋肋片管错列布置的省煤器模拟平均烟速高于计算烟速;除光管顺列布置的省煤器外,其余三种型式的最大模拟烟速远高于计算烟速,尤其是螺旋肋片管错列布置的省煤器,其最大烟速约为计算烟速的2倍。计算值与模拟值的偏差,应予考虑,这对解决磨损问题有重要意义。

三角形布管帘式折流片换热器传热和流阻性能研究

采用CFD数值模拟方法和周期性全截面计算模型,对三角形布管方式下的帘式折流片换热器折流栅装配方式、折流栅间距、折流片倾角和折流片宽度等几何结构参数对传热和压降的影响规律进行了数值研究,并采用实验测试验证了数值模拟方法及其结果的正确性和准确度。研究结果表明,折流栅间距、折流片倾角对帘式折流片换热器壳程流体传热和阻降性能有显著影响,折流栅装配方式、折流片宽度对其影响较小,建议折流栅间距取为150 mm以内,折流片倾角取为45°以内较为合适。