多火嘴圆筒炉炉膛温度、热强度分布及管内压降的计算

由于炼油厂的圆筒炉一般都是多火嘴的,所以我们在对单火咀圆筒炉的传热进行研究的基础上,又对多火嘴圆筒炉炉膛的温度、热强度分布及管内压降进行了进一步的探讨和计算。辐射部分仍然采用Monte—Carlo法、三维柱坐标系进行计算,对流部分则改用元体平衡法进行计算。烟气流动仍近似假设为活塞流。     

圆筒炉辐射室传热的Monte-Carlo解法

本文对圆筒炉辐射室中的辐射传热及对流传热过程进行了分析,分别用柱坐标下的积分方程及微分方程加以描述,建立了一个比较严格的数学模型。然后用Monte-Carlo法及差分法对上述的积分—微分方程组求解,得出辐射室的有效热负荷Q,炉膛内烟气的温度分布及烟气离辐射室时的温度。考虑到现有的圆筒炉中,对流室常装在辐射室顶部,本文同时考虑了遮蔽段的计算。对某炼油厂原油常压圆筒炉,利用上述模型编成程序,在PDP-11/45机上进行计算,并与现场实测数据进行比较。相对误差为:辐射室的有效热负荷Q为5％,辐射室出口烟气温度为8％左右。     

乙烷裂解炉的数学模拟

乙烷、丙烷是裂解制乙烯的原料,后者是有机合成的基本原料。然而直到现在,裂解炉的设计参数(例如热通量)通常还是用经验方法得到。本文叙述了一个较严格的方法,用于生产乙烯的裂解炉的设计。采用区域法计算辐射传热,系统被分成若干表面区与气体区,炉子中的温度分布是通过联立求解每区的能量平衡式而得。计及管内反应动力学、对流传热、压力降,预言了产品分布以及工艺气、烟气、管表面、耐火墙的温度分布。计算结果与工厂实测数据吻合较好。     

转化炉三维空间温度分布计算(蒙特卡罗法)

本文提出了用蒙特卡罗法计算转化炉三维空间温度分布的数学模型,并将计算结果与工厂实测数据、区域法计算结果进行比较,三者吻合得较好。     

氨厂转化炉的剖析

以氨厂转化炉的操作数据为例,本文计及管内反应动力学、对流传热和压力降,采用区域法计算管外辐射传热。预言工艺气温度分布以及烟气、管表面、耐火墙的温度分布。文中叙述了如下的计算结果: 1) 催化剂活性; 2) 过剩空气对燃料消耗和温度分布的影响; 3) 水碳比对燃料消耗的影响; 4) 生产负荷对燃料消耗及温度分布的影响; 5) 燃料分布对燃料消耗与温度分布的影响。     

低负荷下蓄热式加热炉燃烧策略数值模拟

针对低负荷下蓄热式加热炉燃烧性能下降的问题,以某钢厂蓄热式加热炉为研究对象,利用软件Fluent建立炉内气体流动、传热及燃烧过程数学模型。炉内气体的流动采用标准k-ε模型计算,燃烧过程的模拟采用混合分数/PDF模型,辐射换热采用DO模型计算。通过所建立的数学模型计算低负荷时,比例控制和脉冲控制2种情况下,炉内气体流动、气体体积分数及温度的分布。计算结果表明:在低负荷下,脉冲控制有利于加强煤气与空气的混合,提高煤气燃烧速率,防止O_2在钢坯表面的聚集,有利于减小钢坯的氧化烧损,提高钢坯表面热流沿炉宽方向分布的均匀性。     

关于封闭体系辐射传热单向直接交换面积的研究

本文用逐次局部再分法导出了用于工业炉预示计算数学模型中计算直接交换面积的诱导式,它比H.C.Hottez法适用范围更广、更方便,和用电算可较准确地确定任意两段间的直接交换面积的允许值,从而提供任意段的热平衡方程式;而所有各段的热平衡方程组电算联立求解,可用来确定炉内气体的和表面的温度及热流的空间分布。     

火焰炉段法预示计算数学模型

用段法(亦称区域法)对火焰炉内的温度和热流分布进行了颓示计算。在预示计算的过程中,用文献[8]所提的局部再分法计算直接交换面积。经在东北工学院冶金炉教研室实验炉的验证表明,文献[8]给出的计算直接交换面积的诱导公式及其电算程序是可靠的,本文提出的火焰炉段法预示计算数学模型是合理的。     

二次样条函数插值法在管式加热炉计算中的应用

本文采用二次样条函数插值法读取Lobo-Evans图解法中所使用的计算气体黑度和烟气带走热量图,并编制了圆筒炉、立式炉的设计核算程序。计算结果表明该法可代替图解法手算,方法简便,只需较少内存,可提高计算速度和精度。     

模拟圆筒炉加装多孔介质的实验研究

在模拟圆筒炉中进行了加装多孔介质和不加装多孔介质的对比实验,结果表明,多孔介质的对流-辐射能量转换效应强化了炉内的幅射传热,明显地提高了多孔介质上游侧的气体温度和降低了多孔介质下游侧的气体温度。     

烃类蒸汽转化工艺计算(顶烧炉)

本文提供一个关于一段转化炉的设计方法。采用区域法计算炉子的温度分布,计及管内反应动力学,对流传热和压力降,本文建立了微分方程组。用Newton-Raphson法解非线性方程组。计算结果与生产装置较好地吻合。     

用局部逐层去除法测量厚壁圆筒的内部残余应力

采用局部逐层去除法对厚壁圆筒热处理后的残余应力进行测量,拟合得到了圆筒轴向和环向残余应力的分布规律。结果表明,局部逐层去除法能有效地得到厚壁圆筒热处理后内部残余应力的大小及分布;厚壁圆筒热处理后的轴向残余应力在焊缝区域为压应力,内、外表面距离焊缝较远的区域为拉应力,且拉应力的最高值出现在厚壁圆筒接头的外表面热影响区附近,内部为压应力;厚壁圆筒热处理后环向残余应力在焊缝区域为拉应力,峰值出现在圆筒内部靠近内表面一侧,焊缝周围的母材区域为压应力。经过焊后热处理,厚壁圆筒的残余应力总体水平相对较低,环向残余应力和轴向残余应力均降至100MPa以下。     

多孔壁入流及其对槽道内主流流动与换热的影响

对带有多孔壁入流的水平槽道内主流气体的流动与换热问题进行了数值模拟。数值计算中将主流区和多孔壁面区进行耦合求解,对多孔壁面内流动和换热、多孔区域的非均匀温度分布、注入率对表面温度的影响等进行了研究。计算结果表明:在多孔壁面内部,冷却气体与多孔壁面内固体颗粒之间存在一定温差,说明在对多孔壁面内部的流动与换热进行体积平均式的宏观数学描述时采用局部非热平衡模型的必要性;在靠近主流气体的多孔壁面孔隙内产生与主流相反方向的速度分量。此外,不同注入率下多孔壁面上表面固体温度的计算值与实验结果基本吻合。     

水煤浆水冷壁气化炉的反应器网络模型

以中国新开发的分级给氧式水煤浆水冷壁气化炉为对象,建立了可应用于系统流程模拟的气化炉单元模型。该模型采用搭建反应器网络的方法模拟反应室内不同流动区域,然后耦合壁面两相渣层模型和水冷壁传热模型进行计算。模型计算得到的出口气化温度、合成气成分和水冷壁产汽量与工业运行数据基本吻合,炉内气体温度分布与三维数值模拟结果相近。炉内温度、壁面渣层厚度和水冷壁温度的分布结果显示出水煤浆水冷壁气化炉独特的传热特性。     

滴注式气体渗碳过程的计算机控制

在井式气体渗碳炉中,采用滴注法进行气体渗碳时,炉内气氛中的化学反应往往达不到平衡。在这种情况下,用建立在化学平衡基础上的间接法对炉内气氛的碳势进行测量和控制,不易得到理想的结果。本文提出采用热丝法直接对炉内气氛的碳势进行测量和控制,阐述在这种条件下在不同碳势的气氛中渗碳时,工件表面碳含量、渗碳层深与渗碳时间的关系和沿层深碳浓度分布的预计,以及渗碳过程的计算机控制。结果表明,控制精度碳势为±0.05％,表面碳浓度为±0.05％,层深为±0.1mm;沿层深各点碳浓度分布的预计值与实测值偏差±0.1％。     

扇环形半圆截面圆筒应力分布规律研究

采用ANSYS/workbench有限元软件,对扇环形挡板、半圆端板、半圆筒厚度均为20mm的扇环形半圆截面容器进行应力分析。分析结果表明扇环形挡板上的等效应力最大值出现在挡板的中心部位,半圆挡板、半圆筒的等效应力最大值出现在内表面的连接处。分析得到了扇环形挡板、半圆端板、半圆筒上等效应力的分布情况,同时,得到了扇环形挡板和半圆筒的内、外表面上高应力区与应力平稳区等效应力与区域的大小。研究结果为扇环形半圆截面容器的设计提供了参考依据。     

气流床气化炉气化过程的分区模拟

基于气流床气化炉的三区及短路混合模型,将气化炉炉内空间按流场-化学反应特征划分为燃烧区、射流区二次反应区、回流区二次反应区和管流区二次反应区。对一次均相反应采用Gibbs平衡模型,二次均相反应、非均相反应采用动力学模型进行了模拟计算,得到了气化炉中各分区的温度和气体组成,并将其结果与Gibbs平衡模型的计算结果进行了对比,吻合良好;在气化炉适宜的操作温度范围内,采用该模型预测了最优的氧煤比和蒸汽煤比的调节范围。     

蒙特卡洛法在圆筒炉中辐射传热计算的应用

一 前言 自从1939年W.E.Lobo and J.E.Evans及1941年相继发表了管式炉的传热计算方法以来,国内外在设计管式炉时,大都采用这两种方法进行辐射室的传热计算。此后,有苏联的法及日本的佐野司朗法等.这些方法的共同特点是采用了比较简单的数学模型,即一个气体区的模型。它的基本假设是:气体在炉内混合良好,气体只有一个温度。这几种方法的优点是用比较简单的代数式来描述辐射室中的     

区域法在SRT-Ⅲ型裂解炉模拟计算中的应用

针对国内某引进的SRT-Ⅲ型裂解炉,采用区域法理论,将炉内分成许多区,列出其热平衡方程式,最终求得炉内的温度和裂解产物等的分布信息,并与实测值进行了比较,表明所建模型是准确的。     

柴油机缸内温度测量与放热计算——-基于实测温度、压力的双区计算模型

作者研制了可以用于测量柴油机缸内气体温度的铂--铂铑双丝热电偶传感器,文中叙述了这种热电偶传感器的结构特点。上述传感器与微机快速采样系统联合使用后.作者用双丝法对所采集到的瞬态温度数据进行了修正,从而实测得到双区计算模型所需的缸内气体的温度。本文提出了一种柴油机放热计算的双区计算模型。该模型以实测的未燃区的空气温度作为原始数据之一,与一般的放热计算方法相比,由于多用了一组未燃区的气体温度作为计算中输入的原始数据,它可以算出燃烧过程中任何时刻的燃烧区域的过量空气系数、燃烧区的扩展速率、空气向燃烧区的卷入速率等描述燃烧放热过程的有用参数,因而能够比一般的计算方法更深刻地揭示柴油机燃烧过程进展的特点。