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乙烯裂解炉辐射段流动、传热和燃烧数值模拟研究进展
随着现代材料工业的逐步发展，高分子材料的需求量逐年递增，乙烯作为生产高分子材料的重要原料之一，其生产过程中乙烯裂解炉的设计和优化受到人们广泛关注。乙烯裂解炉辐射段是乙烯裂解炉中最重要的部分之一，其特点是高温和高压，同时还存在着复杂的物理和化学反应过程。本文将从流动、传热和燃烧三方面阐述乙烯裂解炉辐射段的数值模拟研究进展。
流动方面，乙烯裂解炉辐射段的流动模式可以分为空气对流和空气与炉气混合对流两种。空气对流是指炉箱内气体的流动受重力作用驱动，热气上升而冷气下沉，从而产生对流。而空气与炉气混合对流则是指热气与空气混合后形成气流，并在炉膛内传输。目前，大多数数值模拟工作主要针对空气对流，并且采用了基于计算流体动力学（CFD）的方法进行模拟。研究表明，采用CFD模拟可以较好地描述辐射段内空气对流的流场分布和单元热传输。
传热方面，辐射段内热传输过程受到多种因素的影响，如气体流动和辐射传热的复杂性等。辐射传热是指高温热辐射在空气和炉壁等物体之间传递热量的过程，其通常被描述为辐射热通量。由于辐射传热的特殊性质，许多研究采用基于辐射传热模型的CFD模拟，以预测炉内环境温度和热辐射分布。研究表明，CFD模拟可以准确预测辐射段内辐射传热通量分布，并合理预测辐射段内温度和辐射强度。
燃烧方面，乙烯裂解炉辐射段内存在着乙烯的催化裂解反应以及其他热化学反应。研究表明，采用基于反应动力学的数值模拟可以分析燃烧反应和逆反应的动力学规律。同时，CFD模拟还可以捕获反应器内部的非均匀性。
综上所述，乙烯裂解炉辐射段的数值模拟研究取得了较大的进展。未来的研究可以进一步深入模拟辐射段内挥发物的传输和反应，以及热交换器的优化设计。