蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的实验和数值模拟研究
发布时间：2021-06-05 14:52
高温空气燃烧技术是一种节能环保的新技术,具有可以大量回收烟气余热;燃料利用率高,消耗量少;炉膛平均温度高,均匀性好;NOX、CO2等气体排放量少;可燃烧低热值燃料等优点。其中,蓄热体在高温空气燃烧技术中扮演着重要角色,本文主要对蓄热体换热性能进行实验和数值模拟研究。本文简要介绍了高温空气燃烧技术的原理、发展状况和应用情况及蓄热体相关情况。本文借助相变储热试验炉平台,开展蓄热式燃烧系统实验研究,分析讨论了引风机抽力对蓄热室不同位置处压力的影响和改变风量时,蓄热室不同位置处压力分布情况及一定气体流速下,改变换向时间时,预热空气和排烟温度的变化情况。但是由于实际中不可能对每个工况都进行实验,因此本文利用Fluent软件,以实验结果为基础,通过建立蓄热体传热及气体流动的三维物理模型和数学模型,从流体初始速度、蓄热体物性参数和换向时间等几个方面对其换热性能的影响进行了数值模拟。本文运用数值模拟的方法对蓄热体从初始状态到稳态工作过程进行了模拟,得到并分析了在启动过程中烟气和空气出口温度的变化情况,稳态时加热期末尾时刻与冷却期末尾时刻蓄热体温度、气体速度和...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高温空气燃烧技术工作原理图
（a）蜂窝状陶瓷蓄热体 （b）陶瓷球蓄热体图 1.2 蜂窝状陶瓷蓄热体和陶瓷球蓄热体结构图Fig.1.2 Schematic of honeycomb ceramic and ceramic ball regenerator表 1.1 蜂窝状陶瓷蓄热体与陶瓷球蓄热体的性能比较Tab.1.1 Performance comparison between honeycomb ceramic and ceramic ball性能 蜂窝状陶瓷蓄热体 陶瓷球蓄热体温度效率/% 高，95 较低，75表面积/（m2·m-3） 640～1280 200～300积密度/（g·cm-3） 0.5～1.0 ＞2.65换向周期/s 30～60 180～300力损失（相对值） 是蓄热球的 1/3～1/4 大
（7）蓄热式炉操作画面 （8）蓄热式燃烧器结构实验平台全貌图 2.1 蓄热式燃烧系统实验平台Fig.2.1 Experimental platform of regenerative combustion system2.2 温度场和压力场数据记录该蓄热式炉分别配备蓄热式空气烧嘴和煤气烧嘴各 2 个，其中煤气烧嘴以热值为 3140KJ/Nm3的高炉煤气为燃料，其额定能力为 1560Nm3/h，空燃比 1:0.8；空气烧嘴的额定能力为 1250Nm3/h，且烧嘴前高炉煤气及空气压力均不得低于3500Pa。同时为便于测试和计量蓄热室内压力及温度的变化情况，在其中一个空气烧嘴蓄热室上布置 5 个测温孔，在另外一个上布置 3 个测压孔，如图 2.2 和图2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的数值模拟[J]. 吕志超,周丽雯,刘坤,马光宇,李卫东,刘常鹏. 冶金能源. 2017(S2)
[2]中国区域能源、经济与环境耦合的动态演化[J]. 逯进,常虹,汪运波. 中国人口·资源与环境. 2017(02)
[3]中国生态环境状况与生态文明建设[J]. 赵其国,黄国勤,马艳芹. 生态学报. 2016(19)
[4]我国空气污染现状及对策[J]. 李松涛. 广州化工. 2014(17)
[5]中国能源消费与经济发展关系的实证研究[J]. 于凤玲,周扬,陈建宏,周智勇. 中南大学学报(社会科学版). 2013(03)
[6]中国生态环境质量变化态势及其空间分异分析[J]. 孙东琪,张京祥,朱传耿,胡毅,周亮. 地理学报. 2012(12)
[7]我国大气环境污染现状及防治措施研究[J]. 郝吉明,程真,王书肖. 环境保护. 2012(09)
[8]蓄热式换热器的仿真模拟与研究[J]. 崔中坚,刘刚,王海,冯震. 建筑热能通风空调. 2010(03)
[9]蜂窝陶瓷蓄热体的研究现状[J]. 周娴,姜凡,吕元,徐祥,肖云汉. 陶瓷. 2009(04)
[10]蜂窝陶瓷蓄热体的研究现状[J]. 贾翠,谢志鹏,孙加林,杨东亮,李世良. 耐火材料. 2009(01)
硕士论文
[1]蓄热燃烧式炉内热特性数值模拟研究[D]. 唐勃.辽宁科技大学 2013
[2]陶瓷蜂窝体传热及气体流动特性数值模拟研究[D]. 张小成.辽宁科技大学 2007
本文编号：3212371
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高温空气燃烧技术工作原理图
（a）蜂窝状陶瓷蓄热体 （b）陶瓷球蓄热体图 1.2 蜂窝状陶瓷蓄热体和陶瓷球蓄热体结构图Fig.1.2 Schematic of honeycomb ceramic and ceramic ball regenerator表 1.1 蜂窝状陶瓷蓄热体与陶瓷球蓄热体的性能比较Tab.1.1 Performance comparison between honeycomb ceramic and ceramic ball性能 蜂窝状陶瓷蓄热体 陶瓷球蓄热体温度效率/% 高，95 较低，75表面积/（m2·m-3） 640～1280 200～300积密度/（g·cm-3） 0.5～1.0 ＞2.65换向周期/s 30～60 180～300力损失（相对值） 是蓄热球的 1/3～1/4 大
（7）蓄热式炉操作画面 （8）蓄热式燃烧器结构实验平台全貌图 2.1 蓄热式燃烧系统实验平台Fig.2.1 Experimental platform of regenerative combustion system2.2 温度场和压力场数据记录该蓄热式炉分别配备蓄热式空气烧嘴和煤气烧嘴各 2 个，其中煤气烧嘴以热值为 3140KJ/Nm3的高炉煤气为燃料，其额定能力为 1560Nm3/h，空燃比 1:0.8；空气烧嘴的额定能力为 1250Nm3/h，且烧嘴前高炉煤气及空气压力均不得低于3500Pa。同时为便于测试和计量蓄热室内压力及温度的变化情况，在其中一个空气烧嘴蓄热室上布置 5 个测温孔，在另外一个上布置 3 个测压孔，如图 2.2 和图2.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的数值模拟[J]. 吕志超,周丽雯,刘坤,马光宇,李卫东,刘常鹏. 冶金能源. 2017(S2)
[2]中国区域能源、经济与环境耦合的动态演化[J]. 逯进,常虹,汪运波. 中国人口·资源与环境. 2017(02)
[3]中国生态环境状况与生态文明建设[J]. 赵其国,黄国勤,马艳芹. 生态学报. 2016(19)
[4]我国空气污染现状及对策[J]. 李松涛. 广州化工. 2014(17)
[5]中国能源消费与经济发展关系的实证研究[J]. 于凤玲,周扬,陈建宏,周智勇. 中南大学学报(社会科学版). 2013(03)
[6]中国生态环境质量变化态势及其空间分异分析[J]. 孙东琪,张京祥,朱传耿,胡毅,周亮. 地理学报. 2012(12)
[7]我国大气环境污染现状及防治措施研究[J]. 郝吉明,程真,王书肖. 环境保护. 2012(09)
[8]蓄热式换热器的仿真模拟与研究[J]. 崔中坚,刘刚,王海,冯震. 建筑热能通风空调. 2010(03)
[9]蜂窝陶瓷蓄热体的研究现状[J]. 周娴,姜凡,吕元,徐祥,肖云汉. 陶瓷. 2009(04)
[10]蜂窝陶瓷蓄热体的研究现状[J]. 贾翠,谢志鹏,孙加林,杨东亮,李世良. 耐火材料. 2009(01)
硕士论文
[1]蓄热燃烧式炉内热特性数值模拟研究[D]. 唐勃.辽宁科技大学 2013
[2]陶瓷蜂窝体传热及气体流动特性数值模拟研究[D]. 张小成.辽宁科技大学 2007
本文编号：3212371
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