焚烧炉余热锅炉强化换热数值模拟与结渣分析

发布时间：2017-03-30 12:07

  本文关键词：焚烧炉余热锅炉强化换热数值模拟与结渣分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 我国是能源消耗大国,正处于经济飞速发展时期,能源消耗量逐年增加,城市生活污水和工业废水的产量也急剧地上升。广泛采用焚烧处理的办法是一种经济、有效、环保的措施,然而回收焚烧产物的余热成了工程设计的一大难题。 本文从某废液焚烧炉余热锅炉的工程实际出发,分析和研究了实际问题的关键所在—强化换热与解决结渣问题。结合所学的理论知识以及相关领域的研究方法和方向进行实际问题的简化,应用fluent软件进行数值模拟,先是将实际的三维问题分成平面的和竖直两个方面来进行数值模拟,再从强化换热的方式和方法上出发,对比了直管和螺旋管的换热和流体动力特性,提出了进行管间距优化的模型。另外,从换热量、压力降方面比较详细地分析了挡板对换热量管换热和阻力特性,由实际的确定速度问题引发了进行综合考虑换热和阻力特性的速度确定方法—综合收益准则,提出可供工程参考的准则速度(极限速度和最优速度),并就此进行了深入的展开讨论。 最后进行了结渣过程的数值模拟的尝试,通过目前对结渣现象认识的分析,得知只有将冷凝过程模拟的比较完善后,才能进行结渣过程的更真实的模拟。从水蒸气的冷凝过程的模拟入手,进行了无重力作用下窄通道内平行板间凝结换热数值模拟,对比分析了重力、相变对换热的影响。另外从非稳态的模拟给出了冷凝换热的两相流的流型的转变过程,并总结了模拟过程中存在的不足以及今后可发展的方向。对加强真实冷凝过程的认识具有很好的参考价值,为进一步的发展更完善的冷凝换热模型打下基础,也为模拟更复杂的具有物理化学反应的凝渣过程做好了铺垫。
【关键词】：余热锅炉 强化换热 数值模拟 螺旋管 综合收益准则 冷凝 结渣
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 余热资源的分类9
• 1.2 余热利用9-10
• 1.3 余热锅炉的发展概况10-11
• 1.4 积灰11-14
• 1.5 课题研究的背景、意义及主要内容14-17
• 2 问题的分析与模型的建立17-26
• 2.1 问题的描述17-19
• 2.2 模型的建立19-21
• 2.3 理论基础21-24
• 2.3.1 理论分析21-22
• 2.3.2 实验研究22-23
• 2.3.3 数值模拟的方法23-24
• 2.4 数值模拟软件FLUENT简介24-26
• 3 数值模拟的结果与分析26-35
• 3.1 二维模拟结果26-30
• 3.2 三维模拟结果30-35
• 4 强化换热分析35-50
• 4.1 引言35-36
• 4.2 强化换热的研究进展36-37
• 4.3 强化换热的数值模拟37-50
• 4.3.1 螺旋管强化换热数值模拟37-46
• 4.3.2 布置管间距46-50
• 5 插入挡板对流动和换热的影响50-69
• 5.1 问题的描述50-51
• 5.2 计算结果的分析51-69
• 5.2.1 换热量的分析51-53
• 5.2.2 压力降的分析53-56
• 5.2.3 综合收益的分析56-61
• 5.2.4 进一步的拓展61-65
• 5.2.5 总结与讨论65-69
• 6 结渣过程的数值模拟69-84
• 6.1 引言69-70
• 6.2 物理模型70-72
• 6.2.1 基本假设70-71
• 6.2.2 控制方程71-72
• 6.2.3 定解条件72
• 6.3 计算结果与分析72-80
• 6.3.1 无重力作用下的冷凝73-76
• 6.3.2 有重力作用下的冷凝76-78
• 6.3.3 无冷凝发生78-80
• 6.4 非稳态求解80-83
• 6.5 总结与讨论83-84
• 结论84-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况90-91
• 致谢91-92

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 丁晟;闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟及结构优化[D];浙江大学;2011年

2 林欧;基质沥青快速升温设备的研究[D];长安大学;2011年

3 吴相科;化纤企业废水焚烧炉余热锅炉设计与研究[D];大连理工大学;2012年

4 崔敏;炼钢转炉汽化冷却烟道热力性能模拟与计算[D];浙江大学;2012年

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本文编号：277063