130t四角切圆燃气锅炉内流动与传热数值模拟

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1、本科生毕业设计任务书（工科及部分理科专业适用）题目：130t/h四角切圆燃气锅炉内流动与传热数值模拟题目来源：□省部级以上□市厅级□横向□自选题目性质：□理论研究□应用与理论研究□实际应用研究学院：环境科学与工程学院系：化工专业班级：过程装备与控制工程071、072班学生姓名：学号起讫日期：11年2月------11年6月指导教师：谢晓闻职称：副教授指导教师所在单位：南昌大学学院审核（签名）：审核日期：二0一一年制说明1.毕业设计任务书由指导教师填写，并经专业学科组审定，下达到学生。2.进度表由学生填写，每两周

2、交指导教师签署审查意见，并作为毕业设计工作检查的主要依据。3.学生根据指导教师下达的任务书独立完成开题报告，3周内提交给指导教师批阅。4.本任务书在毕业设计完成后，与论文一起交指导教师，作为论文评阅和毕业设计答辩的主要档案资料，是学士学位论文成册的主要内容之一。一、毕业设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求）本课题要求以某电厂130t/h内置稳燃热岛燃气锅炉为对象，利用计算流体力学Fluent软件，对锅炉内的气体流动和传热特性进行模拟分析，得出了炉膛内的速度场、温度场以及气相浓度场等的分布情况，为改

3、进高炉煤气锅炉的设计和生产组织提供参考。锅炉水平切圆燃烧系统通过燃烧器烧嘴的各类气体的流量和速度：气体气体流量/(m3·h-1)出口速度/(m·s-1)高炉煤气548014焦炉煤气31212空气660014要求:（1）、对国内外有关全燃低热值高炉煤气锅炉研究工作的综述；（2）、画出燃烧器布置总图，拆出燃烧器主要零件图；（3）、对炉膛内的气体流动和传热特性进行数值模拟分析，研究燃烧器的工作条件以及锥形稳燃热岛对锅炉内气体流动和传热过程的影响，总结出适当的数值模拟算法，包括网格的划分、理论模型的选择、初边条件的设定

4、以及数值计算方法等；（4）、对有无稳燃热岛的炉内燃烧状况进行比较，提出优化的燃烧器布置及优化的稳燃热岛尺寸和形状，。　2.本课题设计意义和目的:近年来,随着钢铁工业的迅猛发展，生产中的副产煤气大量增加。焦炉煤气和转炉煤气由于发热值高，可以在生产和生活中有效利用。而高炉煤气属低热值燃料，受到其燃烧特性的限制，很难作为远距离输送的生活用气，只能在企业内部转换利用。为了充分利用自产的高炉煤气，国内钢铁企业纷纷兴建全燃高炉煤气的蒸汽锅炉，既避免了高炉煤气直接排空造成的烟尘污染和热污染，又提高了企业的经济效益。但是，燃烧

5、高炉煤气锅炉的燃烧状况受高炉生产影响较大，煤气压力波动较大，锅炉的燃烧状况很不稳定，甚至会造成锅炉熄火，进而影响汽动风机或发电机组的安全运行。为了实现高强度下全燃高炉煤气锅炉的稳定燃烧，除了在燃烧器上安装点火辅助烧嘴以外，还在锅内设置了稳燃热岛。热岛的存在对四角切圆锅炉内的流场和温度分布有较大影响。由于能更有效地利用低热值的高炉煤气，带稳燃热岛的燃气锅炉已得到推广应用，但关于这种锅炉内流动和传热特性的研究进行不多。随着计算机技术以及计算流体力学、计算传热学、计算燃烧学等学科的发展，计算机模拟技术得到了飞速发展。

6、以CFD为基础的数值模拟日益成为各国能源动力领域的研究者们用来研究锅炉炉内过程的重要手段。为了了解锅炉炉内的燃烧过程，建立炉内的湍流流动、传热及燃烧模型来进行全面模拟是非常必要的。本课题要求以某电厂130t/h燃气锅炉为对象，利用计算流体力学软件Fluent，对锅炉内的气体流动和传热特性进行模拟分析，为改进高炉煤气锅炉的设计和生产组织提供参考。学生通过本课题设计达到以下目的：1．了解四角切圆燃气锅炉工作原理；2．熟悉CAD绘图软件。3．初步掌握如Pro/E、Gmabit等建模软件，4．初步掌握Fluent流体分

7、析软件。二、毕业设计图纸内容及张数要求画出燃烧器布置总图，拆出燃烧器主要零件图。三、毕业设计应完成的软硬件的名称、内容及主要技术指标（例如：软件、电路板、机电装置、新材料、新制剂、结构模型或其他）提交用Pro/E、Gmabit等建模软件所建的模型。四、毕业设计进度计划序号各阶段工作内容起讫日期备注1借阅相关书籍完成开题报告2查阅英文资料完成外文翻译任务3完成燃烧器的结构设计，绘制CAD设计图4用Pro/E、Gmabit等建模软件建模，5用Fluent软件，对燃烧器进行数值模拟分析6查缺补漏，完成整个毕业设计五、

8、主要参考资料[1]王福军.计算流体动力学分析——CFD软件原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2004[2]庄正宁,曹子栋,唐桂华,等.50MW高压锅炉全燃高炉煤气的研究[J].热能动力工程,2001[3]陶文铨.数值传热学[M].西安：西安交通大学出版社，2001[4]韩占忠，王敬，兰小平.FLUENT流体工程仿真计算实例与应用.北京理工大学出版社，2004[5]江帆，黄鹏.Fl