翅片管空氣預(yù)熱器的設(shè)計計算與數(shù)值模擬分析.pdf

1、在能源問題日益嚴峻的大背景下，在能源發(fā)展新常態(tài)的形勢下，化工、石油、電力、鋼鐵、玻璃、水泥、建材、電解鋁等能源行業(yè)的余熱回收利用越發(fā)受到關(guān)注和重視。作為余熱回收利用的關(guān)鍵設(shè)備，翅片管空氣預(yù)熱器因為具有傳熱性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、使用輕巧、適應(yīng)性強等諸多優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于這些高能耗產(chǎn)業(yè)。由于高溫?zé)煔馐峭ㄟ^翅片管與管內(nèi)空氣進行對流換熱預(yù)熱空氣來實現(xiàn)余熱回收利用，因此研究翅片管空氣預(yù)熱器管外煙氣側(cè)流場的速度、溫度和壓力分布情況，對于余熱回收利用效率

2、的提高具有重要的理論指導(dǎo)意義。
　　本文的研究對象為寶鋼湛江基地焦油管式加熱爐的預(yù)熱段，依據(jù)提供的翅片管空氣預(yù)熱器設(shè)計計算和翅片的主要參數(shù)，開展預(yù)熱器設(shè)計計算工作，得出預(yù)熱器結(jié)構(gòu)尺寸、翅片管數(shù)量、傳熱面積、煙氣進出預(yù)熱器的壓力損失等參數(shù)。對換熱器進行簡化處理，利用前處理軟件Gambit對簡化后的幾何模型進行網(wǎng)格劃分，為了進行流固耦合傳熱計算，邊界條件的設(shè)置需要將翅片設(shè)置成固體網(wǎng)格、煙氣流域設(shè)置成流體網(wǎng)格。選用CFD求解處理軟件FL

3、UENT進行數(shù)值模擬，將理論計算的數(shù)據(jù)設(shè)置為邊界條件的具體參數(shù)，選擇合適的湍流模型、控制方程來求解速度-壓力耦合場。將理論計算值和數(shù)值模擬值進行比較，結(jié)果表明換熱器出口溫度的相對誤差為9.3％，壓降損失的相對誤差為7.4%，數(shù)值模擬方法能夠驗證預(yù)熱器設(shè)計方案的可行性。
　　通過比較煙氣進口速度v=1.18m/s、3.18m/s、5.18m/s、7.18m/s四組工況下的流場分布特性，得出了重要結(jié)論：煙氣進口速度越大尾流區(qū)越小，但是