家用管式燃气换热器全尺寸模型建立及试验验证

为了保证燃气换热器的燃气热效率与安全性,在研发阶段需要进行大量的测试。本文在热管测试的基础上,采用k-ω湍流模型、FGM(flamelet generated manifolds)化学反应模型和DO(discrete ordinates)辐射换热模型,建立家用管式燃气换热器全尺寸CFD模型,并在此基础上分析其运行工况。结果表明:所建立的模型精度较高,可节省开发成本,能够为产品设计和优化提供理论指导。

炼油装置管式加热炉燃烧控制优化

炼油装置中管式加热炉为工艺流程提供热量。加热炉主要燃烧控制目标包括维持炉出口工艺介质温度、炉内无可燃物聚集风险、安全操作、高效节能等。国外项目中,平衡抽力和强制抽力模式的加热炉燃烧设计采用“空燃比控制”方案,当炉负荷增加时,优先增大供风量,随后增大燃料量,当炉负荷较小时,优先减少燃料量,随后减少供风量,以确保炉内的燃烧变化过程始终空气过剩,避免供氧不足、发生不完全燃烧,降低可燃物聚集的安全风险。较常规控制方案,采用“空燃比控制”方案的加热炉过剩空气系数较小,烟气排放量较少,热效率、安全性有所提高,操作费用有所下降。在碳中和目标下,加热炉采用“空燃比控制”的方案是一种提高燃料效率、减少CO_(2)排放的解决方案。

家用管式燃气换热器模拟模型简化及精度分析

在管式燃气换热器(TGH)全尺寸模型的基础上简化CFD模型,采用图像测速法获取引风机出口风场分布,采用k-ω模型以稳态方法进行流体湍流流动计算;以DO(discrete ordinates)模型分析辐射换热;分析ED(eddy-dissipation)模型、FR/ED(finite-rate/eddy-dissipation)模型和FGM(flamelet generated manifolds)模型的适用性。对比模拟结果发现,对于TGH设备,不同的燃烧模型可以获得相近的计算热效率值,ED模型对计算资源的依赖更低,适用于快速获得计算结果的情况;FGM模型可以获得更加精确的热管温度,更适合模拟TGH的运行状态。最后,基于FGM模型模拟不同工况下TGH的运行状态,结果表明简化模型计算精度较高,与TGH不同试验工况的测试结果较一致,满足研发要求。简化模型可以减少计算量,缩短TGH开发周期。

管式原油加热炉设计应注意的几个问题

阐述了管式原油加热炉的工作原理,指出提高管式加热炉热效率的最有效的办法是合理降低过量空气系数和排烟温度,降低排烟温度的最佳途径是增加原油的对流受热面,而不是增设空气预热器。认为以预先设定加热炉辐射室热负荷的办法来设计加热炉,可以大幅度降低设计工作量。分析结果表明,采用小管径翅片管是对流受热面设计的最佳选择。

多变量系统广义预测目标函数解耦设计

提出一种带设定值观测器的广义预测目标函数解耦控制算法,在目标函数中用控制量的增量代替控制量,使控制增量变化不至于过于剧烈,并对目标函数进行解耦设计,加入设定值观测器进一步减弱耦合,还引进了阶梯式控制策略,大大减少了计算量。最后给出了球磨机模型的仿真结果。

平板式与真空管式太阳热水器瞬时效率实验曲线分析

依据对数十台太阳热水器热性能的测试数据 ,对平板式太阳热水器与真空管式太阳热水器的瞬时效率曲线进行了比较 ,并对它们之间的明显差异进行了定性分析 .结论为 ,不能用与平板式太阳热水器相同的格式和标准对真空管式太阳热水器进行非稳态效率的评价 .

真空管式太阳热水器热性能研究(二)——瞬时效率、日平均效率的比较分析

利用模型计算值和实验值对真空管式太阳热水器的瞬时效率、日平均效率进行了比较分析 ,结果表明所建立的计算模型总体上是成功的 .还利用计算数据对真空管式太阳热水器与平板式太阳热水器的瞬时效率进行了比较分析 ,指出了两类热水器在非稳态效率曲线上的重要差别 .

全玻璃真空管式太阳热水器热性能研究(三)——日平均效率的影响因素分析

分析了时令因素 (晴天、时日 )、结构因素 (热水器安装倾角、热损系数、水箱容水量、玻璃透过率、吸收涂层的吸收率 )和运行因素 (初始水温 )对真空管太阳热水器日平均效率的影响 ,为进一步进行真空管式太阳热水器的参数优化奠定了基础 .

全玻璃真空管空气集热器管内流动与换热的数值模拟

目前 ,对于太阳能集热器的数值模拟大多是基于一维、非稳态的简化模型之上。该文采用三维数学及物理模型对插管提热系统的流动与换热情况进行了数值模拟。并对模拟结果进行了实验验证。

全玻璃真空管式太阳热水器热性能研究(一)——计算模型及计算结果

为了系统、全面地分析全玻璃真空管式太阳热水器 (以下简称真空管式太阳热水器 )的热性能 ,提出了包括阳光模型、真空管采集能量模型以及日平均效率、瞬时效率计算模型在内的一个综合的计算模型 。

全玻璃真空管式太阳热水器的热性能

利用对各种型号全玻璃真空管式太阳热水器检测的大量数据 ,对全玻璃真空管式太阳热水器的热性能进行了分析 .结果表明 ,水量配比 (MAR)是影响日平均效率的主要因素 ;

全玻璃真空管式太阳热水器水量配比MAR的优化分析

以全玻璃真空管式太阳热水器为例 ,讨论了水量配比MAR对日平均效率及贮水温度的影响 。

真空管太阳能热水器管横置与斜置的比较(1)——单管横置与斜置时入射乘积因子的比较

提出了射乘积因子的概念,计算并比较了真空集热管单管横置与斜置时的入射乘积因子,得出了仅就单管入射乘积因子而言,斜置优于横置的结论.

蒙特卡罗方法在斜顶对称加热炉中的应用

分析了用蒙特卡罗法计算加热炉辐射传热时能束的发射方向和行程长度,根据六面体加热炉中能束的方向余弦公式,对斜顶对称加热炉中发射能束的方向余弦进行了研究,得到了其修正公式,对斜顶壁面相交坐标进行了修正.所得结果有助于实现斜顶对称加热炉的计算机模拟.

带肋片筒状辐射预热器的数值模拟

采用k-ε湍流方程,开启DO辐射模型,压力和速度求解采用SIMPLIE算法。根据带肋片筒状辐射预热器的实际尺寸和边界条件,模拟其温度场,通过改变预热空气和烟气速度,模拟出温度分布图。通过分析模拟结果,认为模拟的方法可行,从而减轻或替代测试工作,同时也可为已经投产的筒状辐射预热器优化操作参数并为新设计预热器选型。

FWEC管式空气预热器管子管板胀接工艺

根据FWEC管式空气预热器技术规范对管子—管板胀接的要求,对有缝电阻焊管胀接进行工艺试验。通过试验结果及分析,确定了合理的胀接工艺及参数,满足了技术规范对壁厚减薄的要求并应用于产品制造。同时介绍了产品胀接实际应用情况及经验,并对管板的胀接结构提出改进建议。

管式加热炉故障诊断专家系统知识库的设计

基于规则的产生式表示方法,采用关系型数据库模型,结合Access2003数据库作为开发和管理工具,构建管式加热炉故障诊断专家系统知识库。该知识库有效地实现了基于框架结构的产生式知识的系统表示方法,较好地保证了知识库与推理机的有效分离,使知识库的管理轻松快捷,实现了规则的增加和重复规则的删除。

1kW斯特林发电机管式加热器设计

设计了一种应用于1 kW斯特林发电机的管式加热器。换热管由288根外径2.0 mm、壁厚0.4 mm、长40.0 mm的不锈钢管组成,采用错排方式排列,中心距3.0 mm。换热管端面与加热器端面通过激光焊接连接。换热管的总传热系数为2.38107 kW/(m^(2)·K);对数平均温差为45.3 K时,加热器的总换热量为5.85 kW;换热管内的压降为373.0 Pa;采用激光焊接,换热管耐压不低于5.0 MPa,漏率低于5.0×10^(-5) Pa·m^(3)/s,满足了1 kW斯特林发电机加热器设计要求。

直接管式加热炉弯头箱结露腐蚀的防治措施

针对直接管式轻型加热炉对流室弯头箱密封处渗水问题进行了分析,研究了弯头箱发生渗水和积灰腐蚀以及衬里脱落的原因。制定了改进措施,并提出了完善直接管式轻型加热炉性能的相关建议。

加氢加热炉超负荷运行故障分析及处理对策

对加氢加热炉高温超负荷运行产生的炉管过热结焦进行了分析,并对炉管进行了检测,发现炉管硬度严重超标。为保证加热炉安全运行,提出了安装炉管管壁热电偶、强化炉管烧焦等对策。