130t四角切圓燃?xì)忮仩t內(nèi)流動(dòng)和傳熱數(shù)值模擬

1、®鬲昌大序本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（工科及部分理科專業(yè)適用）題目：130t/h四角切圓燃?xì)忮仩t內(nèi)流動(dòng)與傳熱數(shù)值模擬題目來(lái)源：省部級(jí)以上市廳級(jí)口橫向,白選題目性質(zhì)：理論研究應(yīng)用與理論研究實(shí)際應(yīng)用研究學(xué)院：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院系：化工專業(yè)班級(jí)：過(guò)程裝備與控制工程071、072班學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)起訖日期：11年2月11年6月指導(dǎo)教師：謝曉聞職禰:副教授指導(dǎo)教師所在單位:南昌大學(xué)學(xué)院審核（簽名）：審核日期：二0一一年制1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，并經(jīng)專業(yè)學(xué)科組審定，下達(dá)到學(xué)生。2. 進(jìn)度表由學(xué)生填寫，每?jī)芍芙恢笇?dǎo)教師簽署審查意見，并作為畢業(yè)設(shè)計(jì)工作檢查的主要依據(jù)。3. 學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)教師下達(dá)的

2、任務(wù)書獨(dú)立完成開題報(bào)告，3周內(nèi)提交給指導(dǎo)教師批閱。4. 本任務(wù)書在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，與論文一起交指導(dǎo)教師，作為論文評(píng)閱和畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯的主要檔案資料，是學(xué)士學(xué)位論文成冊(cè)的主要內(nèi)容之一。一、畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求)本課題要求以某電廠130t/h內(nèi)置穩(wěn)燃熱島燃?xì)忮仩t為對(duì)象，利用計(jì)算流體力學(xué)Fluent軟件，對(duì)鍋爐內(nèi)的氣體流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行模擬分析，得出了爐膛內(nèi)的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及氣相濃度場(chǎng)等的分布情況，為改進(jìn)高爐煤氣鍋爐的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織提供參考。鍋爐水平切圓燃燒系統(tǒng)通過(guò)燃燒器燒嘴的各類氣體的流量和速度:氣體氣體流量/(m3h-1)出口速度/(m-s-1)高爐煤氣5480

3、14焦?fàn)t煤氣31212空氣660014要求：(1) 、對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)全燃低熱值高爐煤氣鍋爐研究工作的綜述；(2) 、畫出燃燒器布置總圖，拆出燃燒器主要零件圖；(3) 、對(duì)爐膛內(nèi)的氣體流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析，研究燃燒器的工作條件以及錐形穩(wěn)燃熱島對(duì)鍋爐內(nèi)氣體流動(dòng)和傳熱過(guò)程的影響，總結(jié)出適當(dāng)?shù)臄?shù)值模擬算法，包括網(wǎng)格的劃分、理論模型的選擇、初邊條件的設(shè)定以及數(shù)值計(jì)算方法等；(4) 、對(duì)有無(wú)穩(wěn)燃熱島的爐內(nèi)燃燒狀況進(jìn)行比較，提出優(yōu)化的燃燒器布置及優(yōu)化的穩(wěn)燃熱島尺寸和形狀，。2. 本課題設(shè)計(jì)意義和目的：近年來(lái)，隨著鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)中的副產(chǎn)煤氣大量增加。焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣由于發(fā)熱值高，可以在生產(chǎn)

4、和生活中有效利用。而高爐煤氣屬低熱值燃料，受到其燃燒特性的限制，很難作為遠(yuǎn)距離輸送的生活用氣，只能在企業(yè)內(nèi)部轉(zhuǎn)換利用。為了充分利用自產(chǎn)的高爐煤氣，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)紛紛興建全燃高爐煤氣的蒸汽鍋爐，既避免了高爐煤氣直接排空造成的煙塵污染和熱污染，又提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。但是，燃燒高爐煤氣鍋爐的燃燒狀況受高爐生產(chǎn)影響較大，煤氣壓力波動(dòng)較大，鍋爐的燃燒狀況很不穩(wěn)定，甚至?xí)斐慑仩t熄火，進(jìn)而影響汽動(dòng)風(fēng)機(jī)或發(fā)電機(jī)組的安全運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度下全燃高爐煤氣鍋爐的穩(wěn)定燃燒，除了在燃燒器上安裝點(diǎn)火輔助燒嘴以外，還在鍋內(nèi)設(shè)置了穩(wěn)燃熱島。熱島的存在對(duì)四角切圓鍋爐內(nèi)的流場(chǎng)和溫度分布有較大影響。由于能更有效地利用低熱值的高

5、爐煤氣，帶穩(wěn)燃熱島的燃?xì)忮仩t已得到推廣應(yīng)用，但關(guān)于這種鍋爐內(nèi)流動(dòng)和傳熱特性的研究進(jìn)行不多。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及計(jì)算流體力學(xué)、計(jì)算傳熱學(xué)、計(jì)算燃燒學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)得到了飛速發(fā)展。以CFD為基礎(chǔ)的數(shù)值模擬日益成為各國(guó)能源動(dòng)力領(lǐng)域的研究者們用來(lái)研究鍋爐爐內(nèi)過(guò)程的重要手段。為了了解鍋爐爐內(nèi)的燃燒過(guò)程，建立爐內(nèi)的湍流流動(dòng)、傳熱及燃燒模型來(lái)進(jìn)行全面模擬是非常必要的。本課題要求以某電廠130t/h燃?xì)忮仩t為對(duì)象，利用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent,對(duì)鍋爐內(nèi)的氣體流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行模擬分析，為改進(jìn)高爐煤氣鍋爐的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織提供參考。學(xué)生通過(guò)本課題設(shè)計(jì)達(dá)到以下目的：1. 了解四角切圓燃?xì)忮仩t工作原理

6、；熟悉CAD繪圖軟件。初步掌握如Pro/E、Gmabit等建模軟件，4.初步掌握Fluent流體分析軟件。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙內(nèi)容及張數(shù)要求畫出燃燒器布置總圖，拆出燃燒器主要零件圖三、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的軟硬件的名稱、內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)（例如：軟件、電路板、機(jī)電裝置、新材料、新制劑、結(jié)構(gòu)模型或其他）提交用Pro/E、Gmabit等建模軟件所建的模型。四、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)各階段工作內(nèi)容起訖日期備注1借閱相關(guān)書籍完成開題報(bào)告2查閱英文資料完成外文翻譯任務(wù)3完成燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制CAD設(shè)計(jì)圖4用Pro/E、Gmabit等建模軟件建模，5用Fluent軟件，對(duì)燃燒器進(jìn)行數(shù)值模擬分析6查缺補(bǔ)漏，完成整個(gè)

7、畢業(yè)設(shè)計(jì)五、主要參考資料1 王福軍.計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析一一CFD軟件原理與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20042 莊正寧，曹于棟，唐桂華，等.50MW高壓鍋爐全燃高爐煤氣的研究J.熱能動(dòng)力工程，20013 陶文鈴.數(shù)值傳熱學(xué)M.西安：西安交通大學(xué)出版社，20014 韓占忠，王敬，蘭小平.FLUENT流體工程仿真計(jì)算實(shí)例與應(yīng)用.北京理工大學(xué)出版社，20045 江帆，黃鵬.Fluent高級(jí)應(yīng)用與實(shí)例分析M.北京：清華大學(xué)出版社20086 趙堅(jiān)行.燃燒的數(shù)值模擬。北京：科學(xué)出版社，20027 李巍.燃?xì)忮仩t在中國(guó)的發(fā)展前景J.應(yīng)用能源技術(shù)，20038 曾貴敏.燃?xì)忮仩t發(fā)展的趨勢(shì)分析J.特色經(jīng)濟(jì)，2

8、0019 鄭友取，樊建人，岑可法.切向燃燒鍋爐爐內(nèi)NOx生成的數(shù)值模擬J.動(dòng)力工程，200010 仇性啟，毛羽.燃?xì)馊紵骺諝庑鲗?duì)回流區(qū)尺寸的影響J.石油化工設(shè)備技術(shù)，1999K、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度表（本表至少每?jī)芍苡蓪W(xué)生填寫一次，交指導(dǎo)教師簽署審查意見）第一、二周（月日至月日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教帥審查意見：簽名：年月日第三、四周（月日至月日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教帥審查意見：簽名：年月日第五、六周（月日至月日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教帥審查意見：簽名：年月日第七、八周（月日至月日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教帥審查意見：簽名：年月日第九、十周（月日至月日）學(xué)生主要工作：指導(dǎo)教帥審查意見：簽名：年月日第十一周至畢業(yè)設(shè)計(jì)