试析乙烯裂解炉炉管强化传热研究

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1、天津大学硕士学位论文乙烯裂解炉炉管强化传热研究姓名：刘丰合申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张卫江;宋嘉波20060601中文摘要本文对于在裂解炉管中分段加入带有扭曲片的整铸管的强化传热方法进行了实验研究及模拟计算。冷模实验结果表明：在扭曲片管中心区域，高雷诺数下的无量纲速度分布小于低雷诺数下的数值，轴向速度沿管径的分布比圆管内的平坦些；近壁区域，高雷诺数下的无量纲速度分布高于低雷诺数下的数值，速度梯度比圆管内的大。加装扭曲片管后会增加管压降，但相对整个管长来说，物料压力沿着管长方向的变化仍是均匀的。考察了石脑油在不同裂解条件下，应用扭曲管后对裂解炉管壁温度、废热炉出口温度及乙

2、烯收率的影响，实验结果表明：加装扭曲片管后，裂解炉辐射段炉管管壁温度(TMT)下降20℃以上，主要产品收率变化不大，废热炉出口温度较低且变化趋势平缓。基于网格生成方法划分扭曲片管的计算区域，以此进行模拟计算得到了最佳扭曲比及平均阻力系数与雷诺数的关系，计算结果与实验结果吻合。关键词：扭曲片裂解炉乙烯模拟计算强化传热ABSTRACTAnewprocessofintensifyingheattransferbyplacingseveralsectionsofshortspeciallyforgedtubewithtwistedsliceswasexperimentallystudiedan

3、danalogcomputedinthethesis．TheexperimentalresultsshowedthatincentralareaU

4、U。ofhighRewaslessthanitoflowerReandaxialvelocitydistributingwassmootherthanitincircinaltube，whileinnearwallarea，U／U。ofhighRewasbiggerthanitoflowerReandvelocitygradswasbiggerthanitincircinaltube．心intubeincreasedwhileforgedt

5、ubewithtwistedslicewasinstalled，whereaspressuredistributingwasstillevenalongthedirectionoftuballenghforthewholetube．TheeffectsofforgedtubewithtwistedsliceonTMTofcrackingfurnace，outlettemperatureofTLE，andtheyieldofethyleneatdifferentconditionofnaphthacrackedwerediscussed．TheresultsshowedthatTMTde

6、creasedby20"Cmore，the’yieldofleadingproductchangedless，outlettemperatureofTLEwaslowerandihevariationaltrendofitwassmooth．Basedongriddingpartition，thecalculatedareaofforgedtubewithtwistedslicewaspartitioned．BythismeanstheoptimalyandtherelationshipbetweenfandRewereobtained．Theoreticalpredictionsag

7、reedwellwiththeexperimentalresults．KEYWORDS：twistedslice，crackingfurnace，ethylene，analogcomputation，intensifiedheattransfer符号说明大写英文字母ADKMtMsQ心RReSTU小写英文字母bh{qrtXy希腊字母f下标O1导热面积，聊2管径，mm导热系数，J／(m寸研角动量，船‘m轴动量，蟾·m传热量，．，压降，励管半径，mm雷诺数旋流数，mm-。热流体温度，口管内当地速度，m／s管壁厚度，mm对流传热系数，J／(m寸{二’)阻力系数Y方向上的导热量，．，距离壁面的距

8、离，mm冷流体温度，℃管长，m扭曲比局部阻力系数来流的外壁的48符号说明内壁的冷的热的各部分扭曲片壁面合并的平均轴向的切向的492ch．。sw刚钾e独创性声鹞本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研冗工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得：叁盎叁堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表