增压锅炉用余热锅炉烟风阻力及强化传热研究

摘要

鉴于增压锅炉装置带有涡轮增压机组,排气阻力对增压锅炉性能的影响较大。余热锅炉装置的增加,将带来新的阻力。本文除完成了增压锅炉余热回收装置设计工况下的烟风阻力计算外,更着重指明了降低整体阻力的改进方向。
　　结合计算流体力学软件FLUENT对本课题设计中所涉及到的方圆结构入口烟道进行数值模拟研究。基于出口速度的均匀性,对烟道结构进行优化,给出提高烟道高度和加装导流板两种优化措施。并进一步考察了加装导流板之后对通道的阻力影响。计算结果表明,在合适位置加装导流板不仅可以提高内部速度场的均匀性,而且可以降低流场阻力。最终得到一种高效而又低阻的入口烟道结构,这将有利于蒸发器管束的换热以及整体锅炉性能的提高。数值计算方法的正确性通过对一种标准中可查的结构进行计算对比得到验证,从而提出了一种可靠的方圆过渡烟道流场及阻力特性计算的方案。
　　开齿螺旋翅片管是一种新型的强化传热管型,在各类余热锅炉和常规电站锅炉省煤器等烟气回收领域有广泛应用。本文在相同条件下对开齿与不开齿两种翅片管的管外流场、温度场和压力场进行数值模拟。流场模拟结果显示:开齿翅片的换热量明显高于不开齿翅片。翅片开齿之后,翅片周围形成了一个加速区,在翅片开齿内部形成了较强的涡流,局部涡流强度可达入口速度的两倍,增加了整体流场扰动,改善了翅片与空气的对流换热。另外开齿翅片与不开齿翅片相比,尾涡区减小,这在一定程度上可以减小阻力,有利于改善流场。本文从数值模拟方面揭示了开齿翅片管强化传热的机理,研究结果可为开齿螺旋翅片管设计提供相关参考。

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第一章 绪论

1.1 我国能源现状及开展余热回收工作的必要性

1.2 增压锅炉余热回收技术的研究现状

1.3开齿螺旋翅片管的研究现状

1.4 课题的背景及意义

1.5 课题的主要研究内容

第二章 余热锅炉烟风阻力计算

2.1增压锅炉余热回收装置系统简介

2.2 余热锅炉烟风阻力计算

2.3 本章小结

第三章 流场数值模拟方法

3.1计算流体力学概述

3.2数值模拟控制方程

3.3模型的求解及数值算法

3.4 数值模拟的相关设置及取值

3.5 本章小结

第四章 方圆结构入口烟道数值计算及结构优化

4.1 模型及网格划分

4.2 数值计算结果

4. 3 分析及讨论

4.4 结论

4.5 本章小结

第五章 开齿螺旋翅片管强化传热研究

5.1 强化传热的意义

5.2 强化传热的途径

5.3 余热锅炉的强化换热技术

5.4 开齿螺旋翅片管简介

5.5 开齿螺旋翅片管流固耦合数值计算

5.6本章小结

结论

致谢

参考文献

附录（一）

附录（二） 攻读硕士期间发表论文