天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧模拟与流动分析

"对天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧过程进行模拟研究，分析气流温度、流场和烟气质量分数分布的影响因素。通过改变天然气和空气射流的夹角，发现它能影响炉膛内温度分布，最高温度线性降低，平均温度先增后减。最佳角度为35°时，温度分布均匀，NO生成量少，有利于提高加热质量和环保。使用Fluent软件解决复杂的数学问题，进行燃烧参数和炉膛结构参数的热态模拟。" 在《高温蓄热式加热炉中的燃气流流动分析》这篇论文中，作者主要探讨了天然气在高温蓄热式加热炉中的燃烧特性，尤其是天然气和空气射流交互作用对炉内温度分布和环境影响的影响。他们利用先进的 Fluent 软件进行数值模拟，这是一个广泛应用于流体力学和热传递问题的强大工具。 论文指出，当天然气和空气预热温度固定时，调整两者射流的交汇角度会显著改变炉膛内的温度分布。随着夹角的改变，炉内最高温度呈现线性下降的趋势，而平均温度则呈现出先上升后下降的二次曲线变化。这个发现对于优化加热炉的运行参数至关重要，因为它直接影响到加热效率和能源利用率。 特别地，当天然气和空气射流的夹角设定为35°时，研究发现炉膛内外表面以及钢坯表面的温度分布更为均匀，同时NO（氮氧化物）的生成量减少。这是非常有利的，因为NO是主要的空气污染物之一，其排放量的降低有助于环境保护。此外，均匀的温度分布也有助于提升钢坯的加热质量和整个工艺的稳定性。 论文中，作者还简要介绍了Fluent软件在解决复杂流体动力学问题上的应用。通过构建物理模型，选择适当的求解策略，设定边界条件，进行计算迭代，最终分析结果，Fluent能够帮助研究人员处理流体流动的连续性方程、动量方程和组分方程，这些都是描述湍流流动的关键微分方程。 该研究揭示了优化加热炉工作参数以实现高效、环保燃烧的重要性，并提供了实际操作中的指导，有助于提升工业生产中的能源利用效率和环境保护水平。同时，它也展示了数值模拟方法在工程问题解决中的价值，尤其是在处理非线性和复杂流动问题时。