非穩(wěn)態(tài)過程焦炭塔壁溫變化規(guī)律的數(shù)值模擬.pdf

1、針對(duì)焦炭塔特殊工況，以焦炭塔內(nèi)側(cè)鋼壁和保溫層外壁為內(nèi)外邊界、直筒段上下端面為上下邊界，從基本傳熱學(xué)理論入手，應(yīng)用能量守恒和Fourier定律，推導(dǎo)出控制微分方程，利用有限容積法，通過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到了不同節(jié)點(diǎn)的離散方程，獲得了蒸汽及油氣預(yù)熱過程焦炭塔二維軸對(duì)稱非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)數(shù)值解。 利用ANSYS-CFX11.0模擬了焦炭塔內(nèi)蒸汽置換空氣過程，考察了蒸汽置換塔內(nèi)殘存空氣所需時(shí)間及不同時(shí)刻焦炭塔內(nèi)不同截面位置處的速度和蒸汽濃度分布

2、規(guī)律，并預(yù)測(cè)了大型焦炭塔蒸汽置換空氣所需時(shí)間，結(jié)果表明：側(cè)壁壁溫對(duì)蒸汽置換過程無(wú)影響，對(duì)直徑6m焦炭塔蒸汽置換塔內(nèi)殘存空氣需要18min，對(duì)直徑9.4m焦炭塔，蒸汽置換塔內(nèi)殘存空氣需要15min，現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)間在10～20min之間，為了確?？諝馔耆脫Q，建議操作時(shí)間設(shè)定在20min為宜。 結(jié)合實(shí)測(cè)壁溫回歸出綜合比熱容及油氣對(duì)流換熱系數(shù)并進(jìn)行了結(jié)果驗(yàn)證，利用面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言Visual Basic6.0和有限容積法，完成了焦炭塔蒸

3、汽及油氣預(yù)熱過程壁溫變化模擬軟件的開發(fā)，自編軟件得到了焦炭塔升溫過程不同時(shí)刻不同高度壁溫?cái)?shù)值解，為焦炭塔結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：介質(zhì)對(duì)壁面的傳熱和保溫層的存在是導(dǎo)致徑向溫差產(chǎn)生的原因，預(yù)熱時(shí)間是影響軸向溫差的主要因素；蒸汽預(yù)熱塔內(nèi)外壁徑向溫差小于3℃，油氣預(yù)熱小于20℃，徑向溫降主要集中在保溫層0～50mm厚度內(nèi)；蒸汽和油氣預(yù)熱塔內(nèi)外壁溫度場(chǎng)軸向分布規(guī)律一致，壁溫均隨高度增加而減小，直筒段底部至下部熱電偶高度內(nèi)軸向溫差最大