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散堆拉西环床层特性应用多孔介质模型

2022-10-28 11:46:13 浏览次数:

       基于散堆拉西环床层特性,应用多孔介质模型,对散堆拉西环蓄热室进行建模,研究其动态传热及气体流动特性。对蓄热室不同渐变段角度时的温度场、流场进行了对比分析,得到的模拟结果可以在一定程度上反应实际,其反应温度场及流场诸多现象的可视化结果对实际工程应用有一定借鉴作用。

       高温空气燃烧技术(High Temperature AirCombustion,简称HTAC)又称蓄热式燃烧技术,能够实现余热资源的深度回收和燃烧废气的低NO二排放,目前已经得到广泛应用用。在该技术中,蓄热体是其关键部件,目前应用广泛的主要有球状蓄热体、蜂窝体等形式。前者机械强度高、便于维护、价格低廉,但流动阻力较大、比表面积小;后者比表面积较大、流动阻力较小,但维护困难、抗热震性较差、易破损、价格较高,因此二者在机械强度、可维护性、元件寿命、换热效率和价格等方面还都存在一些问题,需要不断探索寻找综合性能更好的蓄热体形式。

       文献对不同形状蓄热体的性能进行了定性比较,得出短空心圆柱状蓄热体的综合性能最优。文献提到空心圆柱蓄热体已在轧钢加热炉上成功试用,效果良好,且已申请国家实用新型专利。

       拉西环(Raschig Ring)为高径比为1的短空心圆柱,其作为化学工业中精馏、吸收等塔器中的传质填料已经得到上百年的应用,其工程特性、制造工艺已经趋于完善,但作为蓄热体应用还鲜见报道。文章通过理论分析和经验借鉴,提出将拉西环作为蓄热元件用于蓄热室的技术构想,试图利用其当量厚度薄、透热深度小、比表面积大、抗热震性好、传热能力大、易加工、来源广泛、成本低、适于大规模生产等川特点,改善蓄热室的综合性能。采用CFD/NHT软件中应用广泛的FLUENT软件对散堆拉西环蓄热室进行建模研究,利用其强大的数值仿真及模拟结果直观的可视化显示能力,获得初步的技术资料,弥补由于受到实验设备、检测手段的限制以及蓄热室蓄热换热复杂性影响,难于通过传统的实验方法进行研究的不足,为该技术的进一步研发创造条件。www.zbhdjx.cn


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