乙烯裂解炉耦合模拟：湍流模型影响与Realizable k-ε模型的优势

"乙烯裂解炉耦合模拟中湍流模型中的影响分析，倪城振，杜文莉，胡贵华，华东理工大学，2019年，DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20181129" 这篇研究论文探讨了乙烯裂解炉在耦合模拟过程中不同湍流模型对其性能和效率的影响。乙烯裂解炉是化工行业中用于生产乙烯的关键设备，其工作过程涉及复杂的燃烧、传热和物料流动。在现代化的乙烯裂解炉中，底部和侧壁的烧嘴会引发各种燃烧模式，这些模式会影响炉内的湍流流动状态。 作者通过计算机流体动力学（CFD）数值模拟，对比了三种常见的湍流模型：标准k-ε模型、RNGk-ε模型和Realizablek-ε模型。这三种模型都是用来描述和预测复杂流体流动中的湍流行为。在乙烯裂解炉的场景中，由于存在强烈的非线性耦合作用，如燃气喷射、燃烧和传热，选择合适的湍流模型至关重要。 研究表明，Realizablek-ε模型在模拟乙烯裂解炉时表现最佳。该模型不仅能够更好地预测火焰的稳定性，还能够更准确地描述反应效率。此外，基于Realizablek-ε模型的反应管模型在计算热通量和炉管外壁温度分布方面与实际工况的吻合度更高，这意味着它能提供更为精确的设计和优化依据。 关键词：湍流模型、计算流体力学、数值模拟、乙烯裂解炉/反应器耦合。这些关键词强调了论文的核心研究领域和技术手段，同时也指出了该研究对于理解裂解炉内部流动特性和优化设计的重要意义。 文章的中图分类号TQ021.1和TE963分别代表化学工程的有机化学部分和热能工程，文献标识码A则表明这是一篇原创性的学术论文。文章编号0438-1157（2019）00-0000-00是该论文在期刊中的唯一识别号，便于后续引用和检索。 这篇论文深入研究了乙烯裂解炉中不同湍流模型对模拟结果的影响，为优化裂解炉设计提供了有价值的理论依据，尤其是在提高燃烧效率和控制温度分布方面。通过对比分析，Realizablek-ε模型被证明是最适合此类耦合模拟的湍流模型。