基于CFD的有机热载体炉螺旋盘管传热研究.pdf

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1、第44卷第4期石油化工设备Vo1．44NO．42015年7月PETR0一CHEMICALEQUIPMENTJuly2015文章编号：1000—7466(2015)04—0039—05基于CFD的有机热载体炉螺旋盘管传热研究屈棠棣，杨晓翔，何锦坤。，张建文(1．福州大学机械工程及自动化学院，福建福州3500022．福建省特种设备检验研究院，福建福州350001)摘要：针对有机热载体锅炉螺旋盘管超温结焦问题，使用计算流体动力学(CFD)数值仿真方法，研究了有机热载体锅炉盘管特征参数、导热油动力黏度以及

2、流速对对流传热能力的影响。研究结果表明，在影响螺旋盘管对流传热能力的因素中，最明显的是导热油的流速，其次是导热油动力黏度，螺旋盘管内径对传热能力有一定影响，螺旋盘管的螺旋直径和螺距对传热能力的影响基本可以忽略不计。关键词：锅炉；有机热载体；盘管；计算流体动力学；对流传热；导热油中图分类号：TQ05o．2；TK124文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2015．04．009HeatTransferAnalysisofOrganicHeatCarrierHelica

3、llyCoiledTubesBasedonCFDQUTang-di，YANGXiao-xiang，HEJin—kun，ZHANGJian—wen。(1．CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China；2．FujianSpecialEquipmentInspectionInstitute，Fuzhou350001，China)Abstract：Aimingattheproblemoforg

4、anicheatcarrierboilercoil’Sover—temperaturecoking，heattransferanalysisoftheorganicheatcarrierhelicalcoilarecarriedouttostudyhowthespiralcharacteristicparameters。therma1oi1viscosityandflowratetoaffecthelicalcoil’Sheattransfercapabilities．Theresultsshow

5、that：amongthefactorsaffectingtheconvectiveheattransferca—pacityofthespiralcoil。themostobviousisthethermaloil’Sflowrate，followedbythermaloil’Sviscosity。helicalcoiltubediameterhasacertaininfluenceontheheattransfercapability，thecurvatureandpitchofthespir

6、alcoildiameterhaslittleinfluenceontheheattransfercapability．Keywords：boiler；organicheatcarrier；helicalcoil；computationalfluiddynamics(CFD)；heattransfer：thermaloi1随着世界能源问题的持续恶化和人们环保意识尽量使盘管内的导热油达到湍流状态，减小近壁面的增强，节能减排已经成为社会进一步发展的要求。处的油膜厚度，从而避免超温情况发生。为此，需要有

7、机热载体锅炉相对于传统的蒸汽锅炉采用的是闭从理论上对螺旋盘管内的传热进行研究，定量地分路循环，使用导热油为循环介质供热，具有高温析管内传热效果以避免管内结焦的产生。(320℃以上)、低压(O．3～0．5MPa)以及供热温度国内外的不少学者对螺旋盘管的传热性能进行可以精确控制的优点，近2Oa在工程上得到了广泛了研究]，已有的研究结果认为，在离心力、扭转力的应用。和二次流的作用下，管内流体的横向流动得到了增导热油在使用中容易出现超温导致的结焦变质强。管内流体的横向流动不仅增加了横截面上不同问题n]。通

8、常的解决办法是通过合理的结构设计，位置处流体之间的传热，也增加了贴近壁面的流体收稿日期：2015-02～26作者简介：屈棠棣(1990一)，男，湖北黄冈人，硕士，主要从事机械优化设计、数字化设计及有限元分析研究。石油化工设备2O15年第44卷基本可以忽略不计。从图5可知：当管内径d为50ITlm、螺距H保持60mm时，(1)当导热油的动力黏度从3．86×螺旋直径2R。分别为500mm、1000mm、1500mm10kg／(m·s)增长到5．0×10kg／(m·S)时，和2000mm