圓筒型管式爐輻射室熱態(tài)傳熱試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、本研究根據(jù)圓簡型管式加熱爐自身的特點和結(jié)構(gòu)，結(jié)合四角切圓和旋流的燃燒方式，提出一種在螺旋向上的，旋流中央增加錐形的輻射墻來強化輻射傳熱的燃燒方式。通過搭建小型的圓筒型管式爐的小試裝置進行了單直噴，四小直噴，旋噴的熱態(tài)傳熱對比試驗，在無換熱介質(zhì)的傳熱實驗中，發(fā)現(xiàn)無論是大石油液化氣流量還是小石油液化氣流量，旋流燃燒的效果明顯好于其它燃燒方式。在以水為換熱介質(zhì)的有載荷傳熱實驗中，旋流燃燒方案仍然好于其它方案，水管的出水溫度更高，排煙溫度更低。

2、 通過對單直噴，四小直噴以及旋噴三種流動方式的冷態(tài)數(shù)值模擬，得到了三種不同流動方式的速度場，發(fā)現(xiàn)旋流噴射器的4個燃燒器以45。傾斜向上的布置，形成了旋轉(zhuǎn)的渦旋，增強了燃料助燃空氣的混合，同時穩(wěn)定了氣流，增加燃料和助燃氣在爐膛內(nèi)的停留時間。旋流燃燒器中輻射錐的設置起到了導流的作用，使得流體由中心向周圍擴展，錐形的設計使得流體擴展的直徑逐漸變大，同樣起到增加流體在爐膛內(nèi)停留時間的作用。 通過對四小直噴和旋噴兩種燃燒方式的熱態(tài)

3、三維數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)試驗測得爐膛內(nèi)的不同位置設置測溫點測得的溫度垂直分布曲線與數(shù)值模擬得到的相同位置的溫度分布曲線，曲線變化的趨勢接近，出口煙氣的溫度值誤差較小。通過對比兩種不同燃燒方式的數(shù)值模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)旋噴燃燒的溫度場分布比短焰直噴的直流燃燒方式均勻，爐膛底部輻射錐的導流作用明顯，火焰既沒有舔到爐管，又使得高溫煙氣更接近四周的爐管，直接強化了爐膛中下部的傳熱。而旋流燃燒由于旋流產(chǎn)生的渦旋作用，不僅增加了燃料和助燃空氣在爐膛中下部的停留