蓄热式燃烧器中蓄热体换热特性研究

发布时间：2023-03-29 02:50

　　如今,随着全球人口总人数的不断增加以及加大对科学技术进步的需求,能源消耗需求也越来越多,在消耗能源的同时增加了污染物的排放。在20世纪90年代初提出一种新型燃烧技术被称作高温空气燃烧技术,是将高温烟气余热回收再利用、降低污染物的排放和提高燃烧效率多重优势结合的方法。蓄热体作为高温空气燃烧技术中核心部件。借助蓄热式燃烧器,分析蓄热室与蓄热体换热特性的关系,针对蓄热室内部气体与蓄热体之间换热过程进行讨论,并对蓄热体温度和蓄热室出口温度进行了数值模拟。通过改变结构参数和操作参数,分析蓄热体温度与蓄热室阻力损失的变化情况。在改变蓄热体结构参数的研究中,除了在进口、出口局部温度过高外,气体温度在整个换热过程中温度变化比较均匀,蓄热室阻力损失呈现出有规律性的变化增长或减小。在改变操作参数(气体流速、蓄热室高度、换向时间)对蓄热室阻力损失和热工效率的影响变化情况中,不能对每一种情况进行试验,借此通过数值模拟及正交试验相结合的方法,利用仿真软件ANSYS对蓄热室内部的关键部件蓄热体,建立传热、气体流动的物理模型和数学模型。通过以上分析,以空塔流速、材质、尺寸变化和换向时间等因素研究蓄热体热交换特性,并...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 高温空气燃烧技术的产生背景
        1.1.2 HTAC的原理及特点
        1.1.3 HTAC在工业中的应用
    1.2 高温空气燃烧技术国内外研究现状
    1.3 国内外对蓄热体的研究现状
    1.4 本技术领域存在的问题
    1.5 本课题研究内容
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
    1.6 本章小结
2 仿真软件介绍与蓄热体结构分析
    2.1 仿真软件介绍
    2.2 蓄热体演变发展
    2.3 蓄热体几何特性
    2.4 蓄热体几何结构分析
        2.4.1 球体比表面积和开孔率的变化
        2.4.2 蜂窝体在不同形状下的比表面积和开孔率
        2.4.3 横截面积定值时结构特性对比
        2.4.4 开孔率定值时比表面积对比
    2.5 本章小结
3 蓄热小球蓄热室传热过程数学模型的建立与离散
    3.1 蓄热室热交换理论
    3.2 蓄热小球数学模型
        3.2.1 —维模型
        3.2.2 二维模型
    3.3 蓄热小球的相关参数
        3.3.1 蓄热材料的结构特性参数
        3.3.2 蓄热材料的物理参数
    3.4 气体的对流换热系数
    3.5 传热过程数学模型的建立
        3.5.1 假设条件
        3.5.2 控制方程
        3.5.3 定解条件
    3.6 蓄热小球蓄热室阻力损失、热工指标
    3.7 蓄热小球蓄热室传热过程数学模型的离散
        3.7.1 计算网格划分
        3.7.2 模型的离散化
    3.8 结果分析
        3.8.1 启动过程中蓄热室内部温度分布分析
        3.8.2 达到稳定状态蓄热室内部温度分布分析
        3.8.3 比热容和比表面积对蓄热室温度及热交换效率的影响
        3.8.4 蓄热体材质对蓄热室热工指标的影响
        3.8.5 蓄热室热工指标与结构参数和操作参数的关系
        3.8.6 结构参数和操作参数对热交换效率的影响
        3.8.7 结构参数与操作参数对蓄热室阻力损失的影响
    3.9 本章小结
4 蜂窝体热交换特性数值模拟研究
    4.1 正交试验设计
    4.2 物理模型
    4.3 模拟结果
    4.4 蜂窝体结构工况参数组合
    4.5 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3773836