乙烯裂解爐及燃燒器噴嘴的CFD模擬研究.pdf

1、裂解爐是乙烯生產(chǎn)裝置的核心部分，燃燒器產(chǎn)生熱量，是裂解爐的最重要組成部分。通過計算機(jī)技術(shù)建立數(shù)學(xué)模型，采用數(shù)值計算方法模擬裂解爐內(nèi)所發(fā)生的各種過程，可以在少量的實驗基礎(chǔ)上獲得大量的數(shù)據(jù)，為提高裂解技術(shù)提供必要的信息。 本文按照從簡單到復(fù)雜的規(guī)律開展研究，選擇單個噴嘴為研究對象，以GAMBIT和FLUENT軟件為平臺，結(jié)合實際工業(yè)過程，選取適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來描述計算域內(nèi)所發(fā)生的燃料燃燒、煙氣流動等過程和組分分布。 首先采用G

2、AMBIT軟件建立計算域幾何模型，并對計算域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立數(shù)學(xué)模型，選擇離散化方法。 之后，在忽略輻射傳熱的前提下，應(yīng)用FLUENT計算軟件進(jìn)行求解，分別采用ED模型、EDC模型、有限速率/渦耗散模型、非預(yù)混燃燒模型和組分PDF輸運(yùn)模型進(jìn)行計算，對這五種燃燒模型的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對比分析，得出最適合于實際情況的燃燒模型為有限速率/渦耗散模型。 選定燃燒模型后，本文考查了速度和計算域?qū)θ紵Y(jié)果的影響。采用有限速率/渦耗

3、散燃燒模型，忽略輻射傳熱，考察了不同的燃料氣進(jìn)口速度(50m/s、100m/s、200m/s、300m/s及409m/s)對燃燒結(jié)果的影響：同時，把計算域沿X方向各向左右延伸0.5m，考查了計算域?qū)θ紵Y(jié)果的影響。 最后，結(jié)合實際工業(yè)條件，選取兩種比較適合本文工業(yè)條件的輻射模型，即：P-1輻射模型和DO輻射模型，考察輻射對燃燒結(jié)果的影響。 對所得結(jié)果進(jìn)行比較分析表明：雖然湍流反應(yīng)速率仍為主要影響因素，但是加入輻射模型后，