【摘要】：煉油廠管式加熱爐所用的燃料有液體燃料(燃料油)和氣體燃料(瓦斯)兩種。在燃料油的燃燒中,燃料和氧化劑分屬不同狀態(tài),因此是非均相燃燒。一般地說,燃料油燃燒時,其化學(xué)反應(yīng)速率,比兩相流體擴散和混合的速率快得多。為了利于燃料油的著火、穩(wěn)燃和燃盡,燃料油通過供油系統(tǒng)輸送到爐膛之前,需經(jīng)過霧化器霧化成細(xì)滴。霧化效果的好壞,對燃料油的燃燒過程起著決定性的影響,對燃料油的霧化過程進(jìn)行研究,之于管式加熱爐的研究起到十分重要的作用。本文利用CFD分析軟件,對給定工況下的燃料油霧化及燃燒過程進(jìn)行分析,并探究噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)及操作參數(shù)對霧化過程的影響。研究結(jié)果表明:對于本文計算參數(shù)下的噴嘴混合室,穩(wěn)定后的燃油組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%,速度為20m/s,溫度為460K。在噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)中,水蒸汽導(dǎo)管位置及角度對霧化過程影響較大。水蒸氣導(dǎo)管位置是混合室流場不同狀態(tài)的分界線,分界線附近及以下,流動不穩(wěn)定,動能、熱量交換相對劇烈,分界線以上,工質(zhì)逐漸進(jìn)入速度、溫度為定值的穩(wěn)定狀態(tài)。水蒸汽導(dǎo)管角度對霧化過程的影響較大,角度小于60°時,組分沖撞不充分,霧化效果不好;角度大于120°并逐漸增大時,可能出現(xiàn)水蒸汽流入燃料油導(dǎo)管的現(xiàn)象,危害安全生產(chǎn)�；旌鲜覈娍字睆綄旌鲜覂�(nèi)的湍流動能有影響,對噴孔出口速度影響較大。在噴嘴操作參數(shù)中,燃料油進(jìn)口速度的小范圍變化對于混合室的整體流場分布特點影響不大,應(yīng)從產(chǎn)量要求及生產(chǎn)成本兩方面綜合考慮,確定互相匹配的水蒸汽及燃料油流速。
【圖文】：

其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1。燃料油走內(nèi)管經(jīng)中心孔（油孔）射入混合室；蒸汽走外套管經(jīng)油孔周圍的一組小孔（汽孔）噴入混合室，并以一定角度沖擊油流，在混合室內(nèi)形成乳濁液以極高的速度從一組混合室出口孔（噴孔）噴出。內(nèi)混式蒸汽霧化油噴嘴可以獲得良好的霧化效果和理想的油滴分布，結(jié)構(gòu)簡單，加工制造要求不高，不易堵塞，十分適應(yīng)燒劣質(zhì)燃料油甚至油污，所以在煉油及石油化工管式爐上獲得廣泛的應(yīng)用[38]。圖 2-1 內(nèi)混式霧化噴嘴結(jié)構(gòu)簡圖燃料油的霧化機理可以描述如下：由于霧化介質(zhì)的沖擊，燃料油變成極薄的油膜或較大的柱狀液滴，它們在高速飛行中發(fā)生振動，，振幅無限制的自發(fā)增大，終至破裂。破裂的油滴在繼續(xù)高速飛行中，在周圍介質(zhì)的阻力作用下變形而進(jìn)一步粉碎。霧化的效果與慣性力、周圍介質(zhì)的阻力、黏性力和表面張力等因素有關(guān)。當(dāng)燃料油從油導(dǎo)管內(nèi)噴射而出時

噴嘴結(jié)構(gòu)計算簡圖
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE96

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本文編號：2591990