优化蓄热式加热炉速度场与压力场的数值模拟研究

本文档深入探讨了"蓄热式加热炉内速度场和压力场的数值模拟"这一主题，发表于2011年的石油化工高等学校学报第四期。作者贾冯睿、孙文卓、王春华、谢国威和孙文强、董辉等人合作，针对该类型的加热炉内部气体流动进行了三维、稳态流动数学模型的建立。通过模拟计算，他们得出了炉内速度场和压力场的关键数据，以便分析不同出口压力工况对这些物理参数的影响。 研究发现，增大加热炉的出口负压对炉内气体流动有显著影响。首先，出口处的烟气流速会明显增加，这有助于提高热交换效率。然而，这种影响主要局限于出口区域，对炉膛其他部分的烟气流速影响较小。这意味着，优化出口设计可以在保持大部分区域稳定流动的同时，提升关键区域的处理能力。 其次，压力场方面，出口负压的增大主要影响炉宽方向的压力水平，即沿该方向的压力梯度发生变化。然而，压力分布本身并未发生显著改变，说明在优化操作时，可以预期在炉膛宽度控制上会有一定的调整空间。 进一步的研究发现，当出口负压从-600 Pa逐渐增大到-1000 Pa时，炉门处的负压上升并且与外界的压差减小，这有利于改善炉子的运行状态，可能提高了热能的利用效率和设备稳定性。然而，当负压继续增至-1200 Pa时，炉门处负压显著升高，显示出负面效应，可能会导致运行状态恶化，如压力不稳定或设备磨损加剧。 本研究通过数值模拟提供了关于蓄热式加热炉内速度场和压力场的重要见解，这对于优化设备设计、确保高效稳定运行以及避免潜在问题具有重要的工程指导意义。关键词包括蓄热式加热炉、流动过程、速度场、压力场和数值模拟，这些领域的专业人士可以借此深入了解并应用于实际操作中。