【摘要】：傳統(tǒng)的燃煤鍋爐對于環(huán)境的污染較嚴重,天然氣鍋爐是近些年來國家為了提升清潔燃燒,減少燃煤鍋爐對于環(huán)境的污染才興起來的,在天然氣鍋爐中,由于天然氣的主要成分為甲烷,其主要燃燒產(chǎn)物為水和二氧化碳,所以煙氣中含有大量的飽和蒸汽,飽和蒸汽在溫度逐漸降低的過程中,當下降至露點溫度時,可以釋放巨大的潛熱,如果這些熱量得不到有效的回收再利用,不僅造成了溫室效應,更是造成了能源的浪費。回收這部分熱量可以提高天然氣的利用率,因此,本文研究天然氣鍋爐尾部煙氣的凝結換熱過程。以往的天然氣鍋爐,在不經(jīng)省煤器余熱回收的狀態(tài)下,排煙溫度最高可到180℃以上,本課題的研究中,首先對翅片管換熱器進行設計計算,在燃燒學的基礎上,通過分析天然氣的成分,得出天然氣鍋爐中燃燒產(chǎn)物的成分,為了更大程度的吸收煙氣中的余熱,選用傳熱效率高、緊湊輕巧、適應性強的翅片管換熱器作為省煤器展開特性研究,充分考慮對稱性邊界條件,并對物理模型進行合理簡化,利用SolidWorks建立翅片管換熱器的三維物理模型。利用gambit劃分網(wǎng)格,利用fluent軟件模擬煙氣在翅片管換熱器中的凝結換熱過程。本文通過數(shù)值模擬得出了在煙氣在翅片換熱器內的溫度場、速度場、壓力場、和冷凝液的體積分數(shù)分布情況,而且通過逐一改變煙氣速度、翅片間距、翅片厚度、翅片高度,采用控制變量的方法探究最優(yōu)的結構參數(shù),來進行優(yōu)化,研究發(fā)現(xiàn),隨著結構參數(shù)的不同,繞流所發(fā)生的劇烈程度和位置均不同,繞流劇烈時,由于會產(chǎn)生較大的擾動,強化換熱,在結構參數(shù)不同時,煙氣在翅片管換熱器內發(fā)生冷凝的位置也不同,冷凝的效果也不一樣,通過分析得出在一定的范圍內,煙氣速度和翅片高度對于煙氣的凝結換熱影響最大,翅片間距次之,翅片厚度對于其影響最小,并通過綜合傳熱分析,得出在翅化比在4.48至5.21的范圍內時,此時的傳熱性能最佳。研究結果對提高翅片管換熱器的換熱效率及設計均具有一定的指導意義。
【圖文】：

圖 3-1 簡化物理模型選取方法示意圖Fig. 3-1 Schematic diagram of simplified physical model selection method圖 3-1 中取相鄰縱排的翅片管中心為寬度，取翅片管翅片中心和翅片管中心的橫截面之差為厚度。經(jīng)過簡化后的模型可以從細節(jié)上更好的研究模氣在不同的結構參數(shù)條件下的翅片管換熱器內的凝結換熱過程。

圖 3-1 簡化物理模型選取方法示意圖Fig. 3-1 Schematic diagram of simplified physical model selection method圖 3-1 中取相鄰縱排的翅片管中心為寬度，取翅片管翅片中心和翅片管間距中心的橫截面之差為厚度。經(jīng)過簡化后的模型可以從細節(jié)上更好的研究模擬煙氣在不同的結構參數(shù)條件下的翅片管換熱器內的凝結換熱過程。經(jīng)過上述簡化方法后，翅片管換熱器的結構大為簡化，極大節(jié)省了計算機
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK229.8

【參考文獻】

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本文編號：2691584