套筒式热风炉流场及温度场数值模拟.doc

分类号密级UDC学位论文套筒式热风炉流场及温度场数值模拟作者姓名：陈指导教师：张副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：机械设计及理论论文提交日期：2011年月论文答辩日期：2011年月学位授予日期：2011年月答辩委员会主席：评阅人：东北大学2011年6月AThesisinMechanicaldesignandTheorySleevetypehotairstoveflowfieldandtemperaturefieldsimulationByChenMingSupervisor:AssociateProfessorZhangZhenweiNortheasternUniversityJune2010-PAGE\*MERGEFORMATI-独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年□一年□一年半□两年□学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：东北大学硕士论文摘要-PAGE\*MERGEFORMATII-套筒式热风炉温度场及流场数值模拟摘要套筒式热风炉由于其结构紧凑，热效率高，适用范围广等特点，在日常生活和生产中得到了广泛的应用，但套筒式热风炉存在烟气和空气之间的传热系数较低，炉体材料出现高温氧化剥落、甚至烧穿以及积灰等问题，本文通过对热风炉换热体进行数值模拟，仿真。找出容易出现问题的关键部位，并提出改进建议。本文运用Pro/e对热风炉换热体进行实体建模，根据热风炉的运行环境及关注的主要部位，对实体模型进行简化，运用Workbench的Mesh模块对实体模型进行网格划分，运用Fluent对热风炉中烟气和空气的流场和温度场进行仿真，得到热风炉换热体的温度场的分布。在流场的分析过程中，对流体的控制方程进行了必要的数值建模推导，得出辐射筒内烟气大型漩涡是换热管振动的主要诱因之一。在温度场的分析过程中，对肋片增加烟气和空气换热效率进行了数值建模，通过数值建模得到了肋片增加热效率的临界值。在对热风炉换热体温度场进行分析的过程中，对热风炉换热体内腔的热辐射进行了数值建模，得出增加辐射换热的方法是增大热风炉腔体的黑度，在热风炉的间壁传热中，绝大部分的热量传递是由底层层流决定，通过分析得出，炉壁粗糙凸点的平均高度大于底层层流厚度时，流体将会越过凸点处在凹处形成漩涡，使凹处的流动得以改善，从而改善对流换热的情况。这对设计热风炉肋片的高度有指导作用，可以通过计算底层层流的厚度来设计肋片的最小高度，从而达到提高热风炉换热效率的目的。为热风炉换热体结构设计改进提供依据。关键词：热风炉；流场；温度场；数值模拟东北大学硕士论文