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蜂窝型蓄热体传热过程热工特性的数值研究

高温空气燃烧技术是新兴的先进燃烧技术 ,具有显著的节能环保效果。燃烧系统中的蓄热体是这种燃烧技术的关键部件之一。与球形蓄热体相比 ,蜂窝型蓄热体具有比表面积大、质量轻、压力损失小、换向时间短等优越性[1 ] 。蓄热体热工性能的好坏受燃料种类和性能、加热与冷却的切换频率、燃烧产物对蓄热体的污染以及蓄热体自身的材料和结构等许多因素的影响。对于确定的工作环境 ,蓄热体自身的高温结构强度、热稳定性、高温体积稳定性以及抗高温氧化、抗水化、抗冲刷等性能是影响蓄热体热工特性的重要因素。这些因素限制了蜂窝型陶瓷蓄热体的适用范围。目前 ,用于工业炉的蓄热材料仍以陶瓷球居多 ,蜂窝型陶瓷蓄热体的使用仅见于有限场合[2 ] 。在我国 ,蜂窝型蓄热体在蓄热式燃烧系统中的工业应用得到越来越多的重视[1~ 4] ,但对于蜂窝型蓄热体的热工特性 ,尤其是蓄热体所受应力的研究尚处于起步阶段。为了掌握蜂窝型蓄热体的热工特性和影响因素 ,为实际应用提供依据 ,本工...  (本文共4页) 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

蓄热式换热器蓄热体强化传热的研究

资源短缺是当今世界广泛关注的问题之一,余热回收是一项重要的节能途径。作为余热回收的重要部分,蓄热式换热器以其体积小,造价低,效率高等优点,广泛应用于工业领域。本文从理论分析和数值模拟两个角度对蓄热体的热工特性进行研究,对蓄热式换热器结构参数和操作参数进行优化,达到节能效果最佳的目的。本文提出了一种新型蜂窝陶瓷蓄热体——缩放通道蜂窝蓄热体,在综合分析国内外的研究现状的基础上探讨了蓄热体热工特性的研究方法,采用流体力学软件FLUENT对陶瓷蜂窝蓄热体内部流体流动过程、传热过程进行模拟研究,得到蓄热室内温度和压强分布,分析各参数对蓄热体的传热特性和流动特性的影响,通过正交试验确定换热器最优结构和最佳运行参数。具体包括以下几个部分内容:(1)讨论了蓄热式换热器热工特性的几种典型的研究方法,并对比分析了几种方法的适用范围及优缺点,确定运用数值模拟对新型蓄热体工作过程进行分析,结合理论分析了解其内部流体流动和传热机理。(2)对缩放通道蜂窝蓄...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁科技大学
辽宁科技大学

蜂窝陶瓷蓄热体传热及气体流动特性的实验和数值模拟研究

高温空气燃烧技术是一种节能环保的新技术,具有可以大量回收烟气余热;燃料利用率高,消耗量少;炉膛平均温度高,均匀性好;NO_X、CO_2等气体排放量少;可燃烧低热值燃料等优点。其中,蓄热体在高温空气燃烧技术中扮演着重要角色,本文主要对蓄热体换热性能进行实验和数值模拟研究。本文简要介绍了高温空气燃烧技术的原理、发展状况和应用情况及蓄热体相关情况。本文借助相变储热试验炉平台,开展蓄热式燃烧系统实验研究,分析讨论了引风机抽力对蓄热室不同位置处压力的影响和改变风量时,蓄热室不同位置处压力分布情况及一定气体流速下,改变换向时间时,预热空气和排烟温度的变化情况。但是由于实际中不可能对每个工况都进行实验,因此本文利用Fluent软件,以实验结果为基础,通过建立蓄热体传热及气体流动的三维物理模型和数学模型,从流体初始速度、蓄热体物性参数和换向时间等几个方面对其换热性能的影响进行了数值模拟。本文运用数值模拟的方法对蓄热体从初始状态到稳态工作过程进行...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

东华大学
东华大学

间断供暖房间内部蓄热体保温对能耗影响的实测研究

我国夏热冬冷地区,冬季时间短,传统上定义成非集中供暖地带。然而伴随着社会经济水平和人民生活品质显著提升,居民对冬天室内热环境的热舒适性要求也大幅提高,使得这一区域冬天采暖行为开始变得普遍。该地区冬季采暖具有明显的“局部空间,局部时间”的间歇用能特征。在这种间断供暖模式中,室内传热处于非稳态状态,热量有部分被房间内部蓄热体(内围护结构和家具等)吸收,故室内热环境变化特征及能耗特征与北方地区集中连续供暖模式不同。本文,首先在人工气候室间断供暖模式下,对不同蓄热量条件下室内热环境和能耗指标进行实测分析。结果显示,在供暖阶段,室内蓄热体不停从室内空气吸热,蓄热量越大,房间热环境受到的影响越显著,室内能耗增幅也更大。同时室内外温差越大时,蓄热体对能耗和室内热环境的影响也更显著。伴随每次供暖进程的持续,蓄热体供暖能耗的增大作用逐渐减弱。考虑到蓄热量吸热明显增大了间断供暖房间的能耗,本文探索了通过在蓄热体表面设置保温层降低供暖能耗的可能性。实...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

《涟钢科技与管理》2012年06期
涟钢科技与管理

小球蓄热体和蜂窝体蓄热体的特点比较

目前全国加热炉纷纷采用蓄热式燃烧技术,通过蓄热体先将高温烟气的潜热储存在蓄热体中,用换向方法把这部分储存的热量回送到燃烧用的空气或煤气中去。蓄热体由耐火材料制作,允许储存较高温度的热量。只要有足够的面积和质量,就可以把高温烟气热量绝大部分储存在蓄热体中,使出蓄热体的烟气温度降低到200℃以下。反向操作时,把蓄热体储存的热量加热空气或煤气到接近烟气温度,预热温度只比排烟温度低几十度,可以认为实现了烟气热量的极限回收。常用的蓄热体有小球式和蜂窝体式,小球式蓄热体是直径为12~20mm的小球,蓄热体的比表面积与球直径有关,直径愈小比表面积愈大,直径的选择受气流浮力影响不能太小。约190~280m2/m3。蜂窝体式蓄热体是密布细小通道的立方体,通道有方形、六角形、圆形,通道断面0.2×0.2~5×5mm,壁厚0.1~1.5mm,比表面积与通道大小及壁厚有关,可达700~4000m2/m3。是数倍于小球的表面积,以国内常用的通道断面3×3...  (本文共3页) 阅读全文>>

《工业炉》2013年04期
工业炉

蜂窝蓄热体使用效果分析及改进

2010年10月萍钢一轧钢厂棒材加热炉完成了技术改造,燃烧系统由内置通道式改为蓄热烧嘴式,蓄热体由小球改为蜂窝体,换向方式由两段集中换向改为三段分散换向。改造初期,加热能力、单位能耗、氧化烧损、炉压分布等指标都较好,生产约3个月时间后,加热能力开始逐月下降,能耗和钢坯氧化烧损指标也变差。技术经济指标下降的主要原因是蜂窝体的工作状态发生了变化,通过对蜂窝体的使用情况进行分析,并提出了改进方案。1加热炉改造后的状况1.1加热炉尺寸参数及烧嘴分布加热炉有效尺寸24 m×10.3 m,两侧炉墙共配置了38对烧嘴(其中上加热20对,下加热18对)。蜂窝体装入量26 m3,蜂窝体规格全部为孔径3mm×3 mm,孔格间壁厚1 mm,材质为刚玉莫来石。1.2热工制度(1)最大高炉煤气消耗50 000 m3/h,煤气空气燃烧配比设定为1∶0.7,三段热负荷分配为4∶5∶3。(2)三段温度控制:加热一段(1 050℃),加热二段(1 180~1 2...  (本文共3页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》2001年05期
工程热物理学报

蜂巢蓄热体传热性能的数值研究

1 前 言 高温空气燃烧技术是新兴的先进燃烧技术,具有高效节能和超低氮氧化物排放的双重优越性。这项技术主要是通过采用其关键部件一蜂巢蓄热体回收高温烟气的余热来实现高效节能的目的. 与我国加热炉长期沿用的球形蓄热体相比,蜂巢蓄热体在换热面积、尺寸和换向时间等多方面都显示了相当的优越性,如表1所示凹.因此,深入认识和掌握蜂巢蓄热体的特性,对在我国发展和应用高温空气燃烧技术是非常有利的. 蜂巢蓄热体的结构特性决定了其优越的传热性能。由于单位体积的换热面积很大,大大改善和加速了蓄热体和高温烟气及燃烧空气之间的传热过程,换热效率可提高到90%;其直流通道结构,使流动阻力损失只有传统球形蓄热体的…,而且不易造成流道堵塞,保证了运行的安全性. 在国内关于蜂巢蓄热体传热性能的研究尚不多见,还缺乏实验数据冈.为了掌握它的性能及各种影响因素,为实际应用提供依据,本文运用数值模拟方法研究了其内部的流动与传热过程,以及气流速度、材料比热cp等参数的影响...  (本文共4页) 阅读全文>>