中高温空预器的数值模拟与优化设计

发布时间：2021-06-09 06:00

　　空预器是工业生产的关键设备之一,它被用来预热入炉空气,预热后的空气被送往反应炉参与燃烧,这样不仅能提高产品的产率,而且会使得企业的能源成本大幅降低。本文根据某公司炭黑生产线需求,先以理论计算设计一台400℃的中高温列管式空预器,然后再用Fluent对其进行结构优化。主要内容如下:（1）在空预器的研究方法选取方面,由于管壳式换热器壳程流体流动与传热的复杂性,理论方法无法满足实际工程需求,实验研究的成本太高,目前主要研究方法是数值模拟,因此本文主要采用理论计算与数值模拟相结合的方法。（2）在空预器的理论计算方面,本文简要介绍了管壳式换热器的基本结构与常用的工艺计算方法,然后根据实际的压降与换热要求,利用适当的工艺计算方法确定了换热器的主要结构参数,最后应用Solidworks建立三维模型。同时还对空预器换热过程进行了流热耦合分析。（3）在关于空预器的数值模拟方面,首先利用Fluent对建立的换热器模型进行流热耦合仿真,所得结果与理论计算结果的偏差在20%左右,能够粗略满足工程需求。再利用Fluent对空预器壳程的进行结构优化,用以获取换热性能最佳的空预器,这里选取空预器的总换热系数与压降的... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

列管式空预器示意图

33图 3-2 离散法的基本思想本思想：将偏微分方程的求解域用离散的有限，在每个网格节点上用差商替代微商，构建出求解代数方程组得到此处的场变量数值。有限计算资源相对较小，对于微分方程求解的普适商替代微商的方式来求解微分方程，这种计算情况，而对于工程实践中复杂的流动往往无能大的局限。

换热器的外观示意图


本文编号：3220082