發(fā)布時間：2023-03-27 03:53

　　浸沒燃燒天然氣加熱裝置應(yīng)用于管道天然氣加熱中較為新穎,相較于傳統(tǒng)的水套爐加熱方式,具有結(jié)構(gòu)緊湊、能源利用率高的優(yōu)勢。本課題組研發(fā)出國內(nèi)首臺浸沒燃燒天然氣加熱裝置,并將其投入使用。該裝置實際運行期間,天然氣溫升、煙氣與水浴間的換熱效果均能達(dá)到既定設(shè)計目標(biāo)。但在前期加熱裝置換熱計算中,由于水浴流動及傳熱的復(fù)雜性給設(shè)計工作帶來較大困難。為簡化該類型加熱裝置推廣應(yīng)用的換熱計算流程、提升換熱效率。本文結(jié)合加熱裝置實際運行數(shù)據(jù),對其水浴傳熱特性進(jìn)行理論分析與數(shù)值模擬研究,以期為國內(nèi)后續(xù)浸沒燃燒加熱裝置的研發(fā)和設(shè)計提供參考依據(jù)。首先,本文介紹了加熱裝置的應(yīng)用背景,簡述國內(nèi)外常用的天然氣加熱技術(shù),歸納整理了與加熱裝置傳熱機理相類似的氣液兩相流橫掠管束傳熱研究現(xiàn)狀。最終選擇水浴臨界蒸發(fā)溫度60℃作為換熱設(shè)計參數(shù),并且對加熱裝置內(nèi)部水浴傳熱過程進(jìn)行理論分析計算,選擇合適的關(guān)聯(lián)式得到設(shè)計綜合傳熱系數(shù)。為后續(xù)加熱裝置的水浴傳熱特性分析奠定理論基礎(chǔ)。其次,結(jié)合加熱裝置在不同功率穩(wěn)定運行時的實測數(shù)據(jù),分析加熱裝置換熱系統(tǒng)溫度分布特性,結(jié)果表明:煙氣對水浴整體擾動效果較好,水浴各層溫度分布較為接近,且煙氣與水浴熱交...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 凍堵問題介紹
        1.1.2 天然氣加熱技術(shù)簡介
        1.1.3 研究意義
    1.2 加熱裝置換熱原理
    1.3 加熱裝置水浴傳熱研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容
第2章 加熱裝置水浴傳熱理論基礎(chǔ)
    2.1 加熱裝置傳熱過程
        2.1.1 浸沒燃燒傳熱
        2.1.2 兩相流橫掠管束傳熱
    2.2 天然氣物性參數(shù)
    2.3 加熱裝置傳熱系數(shù)計算模型
        2.3.1 水側(cè)換熱
        2.3.2 管壁導(dǎo)熱
        2.3.3 天然氣側(cè)換熱
        2.3.4 綜合傳熱系數(shù)
    2.4 加熱裝置換熱結(jié)構(gòu)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 加熱裝置水浴傳熱特性分析
    3.1 加熱裝置實例應(yīng)用簡介
    3.2 加熱裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        3.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        3.2.2 數(shù)據(jù)測量儀器
    3.3 加熱裝置實際運行效果
        3.3.1 煙氣及水浴溫度分布
        3.3.2 天然氣換熱效果
        3.3.3 加熱裝置熱效率
    3.4 管外水浴流速分析
        3.4.1 管外水浴流速計算流程
        3.4.2 管外水浴流速數(shù)學(xué)模型
    3.5 水浴綜合傳熱系數(shù)分析
        3.5.1 實際綜合傳熱系數(shù)計算
        3.5.2 實際綜合傳熱系數(shù)影響因素
    3.6 數(shù)據(jù)不確定度分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 加熱裝置水浴傳熱數(shù)值模擬研究
    4.1 流體力學(xué)軟件介紹
    4.2 數(shù)值模型
        4.2.1 物理模型及簡化
        4.2.2 網(wǎng)格劃分及無關(guān)性驗證
        4.2.3 基本控制方程
        4.2.4 湍流模型
        4.2.5 多相流模型
    4.3 求解器設(shè)置與邊界條件
    4.4 數(shù)值計算模型有效性驗證
    4.5 模擬結(jié)果及分析
        4.5.1 水浴相態(tài)分布
        4.5.2 水浴溫度分布
        4.5.3 水浴流動速度分布
    4.6 管外水浴流速驗證
    4.7 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 前景展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3772333