FLUENT烟气余热回收装置流动传热的研究
时间:2017-05-25 19:00 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要对烟气在余热回收利用装置中的流动特性与换热性能进行了研究。通过以烟气热能回收装置为对象，建立简单的换热器模型，采用CFD软件FLUENT，模拟了烟气在换热器中速度场以及温度场分布，并对烟气热能回收装置的结构进行了合理的优化。结果表明：采用矩形等高截面结构的换热器模型，烟气的分布不均匀，容易形成高压低速区，换热效果差；采用优化烟气入口结构后的烟气余热回收装置，减少了烟气的流动阻力，烟气在换热截面速度变化幅度较小，分布更均匀，更有利于强化烟气换热。9199 关键词 烟气 余热回收 数值模拟 优化 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title Study on flow and heat transfer of flue gas in waste heat recovery device Abstract The flow characteristics and heat-exchange performance of waste heat recovery device was studied. A simple heat exchanger model was built up for the waste heat recovery device, and adopted CFD software Fluent to simulate the flue gas distribution of flow field and temperature field in the heat exchanger. Further efforts were made to optimize the structure of the waste heat recovery device. The results show：flue gas distribution was uneven and easy to form a zone of high pressure and low velocity in the rectangular contour cross-section structure of the heat exchanger model, resulting in poor heat transfer effects. The waste heat recovery device that was optimized the structure can reduce the flow resistance flue gas. In heat transferring section, the changing velocity of flue gas was smaller, and distributed more balance. It made a contribution to the heat transferring of flue gas. Keywords flue gas waste recovery numerical simulation optimization 目 次 1 绪论 1 1．1 研究背景及意义 1 1．2 烟气余热回收装置研究进展 2 1．3 计算流体动力学(CFD)简介 4 1．4 主要工作 6 2 烟气余热回收装置数值模拟的理论基础 7 2．1 烟气流动的控制方程 7 2．2 控制方程的离散方法 10 2．3 湍流流场数值计算的SIMPLE算法 11 2．4 FLUENT数值模拟的一般步骤 13 2．5 本章小结 14 3 烟气余热回收装置数值模拟与优化 15 3．1 烟气余热回收装置数值模拟 15 3．2 数值模拟结果与分析 17 3．3 换热器结构的优化设计 19 3．4 本章小结 22 结 论 23 致 谢 24 参 考 文 献 25 1 绪论 1．1 研究背景及意义 随着我国经济的高速发展，作为经济发展动力的能源产业面临的一些问题日益突出，如能源利用率低、排放污染严重等。锅炉作为我国主要的热能动力设备，其设计效率一般为72%～80%之间，但在实际运行过程中由于炉渣含碳量高、过量空气系数大、排烟温度高等因素导致其运行负荷较锅炉额定负荷低，因此实际效率要远远低于设计效率。随着不可再生能源的持续消耗，中国能源结构迫切需要调整，因此，节能以及提高能源利用率是一项有益国民的战略方针。燃料在锅炉中燃烧将化学能转化为蒸汽热能的过程中会排放大量的烟气到大气中，通常情况下，排入大气中的烟气温度较高，有些烟气的温度可高达180℃以上，含有大量没有利用的能量。有研究指出，锅炉的排烟温度每降低10～15℃，锅炉的热效率就能提高1％[1]。因此，加强烟气余热的回收利用，能够优化天然气使用结构，有利于改善大气环境，同时实现节能减排的目的。 (责任编辑：qin) |