W型辐射管_辐射管_W型辐射管带烟气回流热过程数值模拟

      基于商业软件FLUENT，采用RNGRNG模型和非预混燃烧模型，建立了烟气回流W型辐射管燃烧器的燃烧和传热三维数学模型，模拟辐射管内的湍流和燃烧状态，获得出口NOx排放的计算结果；通过与相应实验数据的比较，验证了该模型的可靠性。分析了辐射管内流体流动、传热和燃烧的特点，研究了气体流量和空气预热温度对辐射管使用性能的影响；结果表明，气体流量的增加会增加辐射管壁温度的不均匀性，热温度则相反；两者与辐射管的加热 能力呈正相关，但都会增加出口烟气中的NOx含量。
      为解决W型辐射管换热器排烟温度高的问题，设计了三种改进换热器性能的结构，采用ANSYS FLUENT软件进行数值模拟，获得了烟气出口温度、空气预热温度、压力损失等不同结构换热器的性能参数，每个换热面的换热量和折流板的热阻变化。结果表明，中m细管后，换热量增加百分之57.6，增加烟气双行程后换热量增加百分之20.7。增加密封折流板和多孔折流板后，换热量分别增加百分之5.7和百分之5.3。
      W型辐射管燃烧器建立了数学模型，采用数值模拟方法研究了燃烧器的热特性，得出了辐射管输入功率、空燃比、炉温、空气入口温度等燃烧参数对辐射管热特性的影响。结果表明，输入功率的增加将导致辐射管表面温度均匀性、热效率、化学测量比附近的空燃比达到很大值，提高炉温和空气预热温度对辐射管热特性的影响。本文的研究结果可以为W型辐射管燃烧器的设计和实际操作提供技术支持。
      我国经济发展逐渐进入新常态，钢铁行业的发展环境正在发生重大变化。优 质钢材将逐渐成为钢铁行业的主流，冷轧钢材属于钢材中的优 质产品。冷轧钢材的退火处理是保证产品质量的重要环节。辐射管广泛应用于钢铁、化工、热电行业的退火炉、加热炉等工业加热装置。其长期使用过程中的安 全稳定性是保证整体设备安 全生产和稳定运行的重要因素。如果辐射管在使用过程中过早发生严重变形或破裂，会对其功能和产品质量产生很大影响，进而造成重大经济损失。本课题介绍了首钢京唐冷轧厂连续退火炉W型辐射管的变形开裂情况，并从辐射管的结构上进行了研究和优化设计，以保证辐射管的使用寿命。对优化的辐射管进行模拟和比较，结果表明，优化的辐射管在高温下的应力和应变分布得到了很大的改 善。本文利用计算机数值模拟技术分析了辐射管损坏的原因，设计了合理的辐射管结构模式，为实际应用中辐射管结构的改进方向提供了参考。