CMR預(yù)熱器熱工性能的數(shù)值研究.pdf

1、煤礦乏風(fēng)瓦斯的主要可燃成分甲烷是一種清潔能源，但由于其濃度很低(<1％)、濃度波動大、難富集、風(fēng)量大等特點，難以直接利用，通常直接排空。既是一種能源浪費(fèi)，同時也污染了大氣，加劇了溫室效應(yīng)。目前處理乏風(fēng)瓦斯的技術(shù)有熱逆流氧化技術(shù)、催化逆流氧化技術(shù)和預(yù)熱催化氧化技術(shù)。
　　本文數(shù)值研究所用物理模型是基于山東理工大學(xué)熱能實驗室自主研發(fā)的預(yù)熱催化氧化裝置中的雙向波紋式乏風(fēng)預(yù)熱器幾何結(jié)構(gòu)，本文通過對乏風(fēng)預(yù)熱器物理模型的合理簡化，利用Flue

2、nt軟件，采用SIMPLEC算法和標(biāo)準(zhǔn)k?ε湍流模型，通過求解三維N-S方程和能量方程對預(yù)熱器的熱工性能進(jìn)行了數(shù)值研究。
　　為了研究波紋板式乏風(fēng)預(yù)熱器的熱工特性，建立了平板式乏風(fēng)預(yù)熱器模型作為對比。首先模擬研究了平板式乏風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)部導(dǎo)氣墻的幾何特性對其熱工特性的影響，計算結(jié)果表明：隨著導(dǎo)氣墻高度的增加，換熱效率升高，氣體的阻力損失也隨之增大，但是換熱效率增加的幅度遠(yuǎn)不如阻力損失增加的幅度。考慮導(dǎo)氣墻的高度對乏風(fēng)預(yù)熱器換熱效率和阻

3、力損失的綜合作用，本文依據(jù)模擬研究結(jié)果選取導(dǎo)氣墻的合理長度為換熱板片高度的1/2。
　　在此基礎(chǔ)上，針對兩種板型的乏風(fēng)預(yù)熱器，分別研究了它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)對其熱工性能的影響規(guī)律，得出了相同的結(jié)論：乏風(fēng)預(yù)熱器板間距離一定時，隨著流速的增加，換熱效率降低，阻力損失增大；相同工況下，乏風(fēng)預(yù)熱器板間距離越小，換熱效率越高，阻力損失也越大。將二者的計算結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)同樣條件下，波紋板式乏風(fēng)預(yù)熱器的換熱效率要高于平板式乏風(fēng)預(yù)熱器的換