基于 CFD数值模拟的双 P型辐射管烟气循环倍率分析.pdf

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1、第４１卷第３期Ｖｏｌ畅４１Ｎｏ畅３２０１６年３月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｒｃｈ２０１６数值模拟基于CFD数值模拟的双P型辐射管烟气循环倍率分析１１，２１３陈艳梅，冯俊小，刘兴杰，吴启明（１．北京科技大学热能工程系，北京　１０００８３；２．北京科技大学北京高校节能与环保工程研究中心，北京　１０００８３；３．北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司，北京　１００１７６）摘要：为提高双Ｐ型辐射管的循环倍率，运用ＦＬＵＥＮＴ软件数值模拟研究了喷口喷射速度、喷口位置、出口压力和支管结构对双Ｐ型辐射管烟气循环的影响规律。结果表明，喷口喷射速度由７５ｍ／ｓ提高

2、到１５０ｍ／ｓ，辐射管烟气循环倍率提高约６０％；喷口从外侧（x＝－１１５ｍｍ）移动到中心（x＝０），循环倍率提高约８％。此外，将直角式的回流支管结构改为弯管式结构能促使循环倍率提高约２．５％～８％；而出口压力变化对循环倍率影响不大。关键词：双Ｐ型辐射管；循环倍率；燃烧模型；数值计算中图分类号：TF055文献标志码：A文章编号：0254-6051（2016）03-0184-05FluegascirculatingratefordoubleP-typeradianttubebyCFDsimulation１１，２１３ＣｈｅｎＹａｎｍｅｉ，ＦｅｎｇＪｕｎｘｉａｏ，Ｌｉｕ

3、Ｘｉｎｇｊｉｅ，ＷｕＱｉｍｉｎｇ（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＨｉｇｈｅｒＩｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．ＣＥＲＩＰｈｏｅｎｉｘＩｎｄ

4、ｕｓｔｒｉａｌＦｕｒｎａｃｅＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１７６，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＩｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｆｌｕｅｇａｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｒａｔｅｏｆｄｏｕｂｌｅＰ-ｔｙｐｅｒａｄｉａｎｔｔｕｂｅ，ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｎｏｚｚｌｅｊｅｔｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｎｏｚｚｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｇａｓ-ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ-ｔｕｂｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎｆｌｕｅｇａｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＦＬＵＥＮＴｓｏｆｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｌｕｅｇａｓｃｉ

5、ｒｃｕｌａｔｉｎｇｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙａｂｏｕｔ６０％ｗｈｅｎｎｏｚｚｌｅｊｅｔｖｅｌｏｃｉｔｙｃｈａｎｇｅｓｆｒｏｍ７５ｍ／ｓｔｏ１５０ｍ／ｓ．Ｗｈｅｒｅａｓｔｈｅｎｏｚｚｌｅｍｏｖｅｓｆｒｏｍｏｕｔｓｉｄｅ（x＝－１１５ｍｍ）ｔｏｃｅｎｔｅｒ（x＝０ｍｍ），ｔｈｅｆｌｕｅｇａｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｙａｂｏｕｔ８％．Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ，ｔｈｅｇａｓ-ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ-ｔｕｂｅｓｃｈａｎｇｅｄｆｒｏｍｒｉｇｈｔ-ａｎｇｌｅ-ｐｉｐｅｔｏｅｌｂｏｗｍａｄｅｔｈｅｆｌｕｅｇａｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｒａｔｅｉｎｃｒ

6、ｅａｓｅｂｙａｂｏｕｔ２．５％-８％．Ｂｕｔｔｈｅｏｕｔｌｅｔｐｒｅｓｓｕｒｅｈａｄｎｏｔｈｉｎｇｔｏｄｏｗｉｔｈｆｌｕｅｇａｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｒａｔｅ．Keywords：ｄｏｕｂｌｅＰ-ｔｙｐｅｒａｄｉａｎｔｔｕｂｅ；ｇａｓｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｒａｔｅ；ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ辐射管是一种常见的加热装置，广泛应用于热处性。公开文献中，尚未发现关于双Ｐ型辐射管的相［１］［２］理炉。近年来国内学者主要针对直管、Ｕ型、Ｐ关研究数据，并且各因素对于循环倍率的影响规律［３］［４］［５］型及Ｗ型辐射管进行流场、壁面温度

7、均匀至今不甚明了。本文采用ＣＦＤ数值模拟的方法，应［４-６］［７］性及辐射管失效形式分析，并将高温空气燃烧用Ｆｌｕｅｎｔ６．３流体模拟计算软件研究了影响双Ｐ型［８］［９］技术应用于辐射管，研究了风比、空气预热温辐射管循环倍率大小的因素及变化规律，为工业化［１０］度等因素对辐射管性能的影响。双Ｐ型辐射管采应用提供参考。用了巧妙的几何结构设计，可以将部分烟气在出口处，经由空气的喷射抽吸作用，对燃料进行稀释再循１　双Ｐ型辐射管物理模型和数学模型环。烟气再循环不仅具有降低火焰最高温度、降低1．1物理模型及网格划分ＮＯx排放等优点，还能提高辐射管壁面温度的均匀双Ｐ型辐射管

8、由中间的主管和对称分布在