盤管式有機(jī)熱載體爐爐管內(nèi)流動(dòng)換熱特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、盤管式有機(jī)熱載體鍋爐，因其具備“高溫低壓”的工作特性而被普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，然而由于有機(jī)熱載體爐中的導(dǎo)熱油在較高的運(yùn)行溫度下易劣化變質(zhì)從而惡化傳熱，致使?fàn)t管過熱爆管而發(fā)生安全事故。因此為了有效預(yù)防有機(jī)熱載體爐事故的發(fā)生，有必要對(duì)有機(jī)熱載體在爐管內(nèi)的流動(dòng)換熱特性進(jìn)行研究分析。
　　本文在考慮導(dǎo)熱油變物性和管壁熱量輸入的情況下，利用ANSYS CFX模擬軟件數(shù)值模擬了導(dǎo)熱油在盤管式有機(jī)熱載體爐內(nèi)層盤管的前10圈螺旋爐管內(nèi)的流動(dòng)換熱特

2、性，并分析了影響因素（螺旋直徑D、管壁粗糙度K、導(dǎo)熱油入口流速u、盤管布置方式及爐管直徑）對(duì)其流動(dòng)換熱特性的影響。分析結(jié)果表明：由于離心力的作用，盤管式有機(jī)熱載體爐爐管的螺旋外側(cè)面的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于螺旋內(nèi)側(cè)面的速度，同時(shí)爐管螺旋外側(cè)面的換熱強(qiáng)度也大于螺旋內(nèi)側(cè)面的換熱強(qiáng)度；導(dǎo)熱油在螺旋爐管內(nèi)形成的垂直于主流的二次流和管內(nèi)粗糙度有效地強(qiáng)化了導(dǎo)熱油的換熱效果；當(dāng)導(dǎo)熱油流速大于3.5m/s時(shí)，螺旋直徑對(duì)導(dǎo)熱油流動(dòng)換熱特性的影響大于流速的影響，若流速

3、小于3.0m/s時(shí)兩者影響正相反；立式布置的螺旋盤管內(nèi)換熱效果強(qiáng)于臥式布置的螺旋盤管；導(dǎo)熱油入口速度大于3m/s時(shí)，爐管管徑對(duì)其影響較小，但當(dāng)入口流速小于3m/s時(shí)，爐管管徑和流速對(duì)其影響突出。綜合各方面因素，導(dǎo)熱油在有機(jī)熱載體爐輻射受熱面流速宜控制在（3—4）m/s范圍內(nèi)。
　　同時(shí)應(yīng)用t檢驗(yàn)法對(duì)有機(jī)熱載體爐換熱特性影響因素主次進(jìn)行了分析：螺旋直徑D>爐管內(nèi)徑d>爐管外徑dw>導(dǎo)熱油入口流速u>爐管粗糙度K。
　　最后利用