(山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院 山東 青島 266590)

回收鍋爐煙道流場(chǎng)分析

卓中日梁之西朱尚

(山東科技大學(xué)機(jī)械電子工程學(xué)院山東青島266590)

該煙道用于連接回收鍋爐處，是廢氣首先經(jīng)過的場(chǎng)所。由于廢氣對(duì)回收鍋爐的不均勻沖刷，很容易對(duì)回收鍋爐造成損毀。這項(xiàng)損毀是鍋爐效率的決定因素，直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。通過對(duì)煙道結(jié)構(gòu)進(jìn)行速度及速度矢量分析。

回收鍋爐；煙道；安裝；速度分析

一、煙道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化及三維建模

該煙道用于連接回收鍋爐，是廢氣首先經(jīng)過的場(chǎng)所。由于廢氣對(duì)回收鍋爐的不均勻沖刷，很容易對(duì)回收鍋爐造成損毀。這項(xiàng)損毀是鍋爐效率的決定因素，直接影響鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。通過UG三維制圖軟件對(duì)煙道進(jìn)行三維建模如圖1所示。

圖1 煙道三維流體模型

二、網(wǎng)格劃分

應(yīng)用GAMBIT前期處理軟件對(duì)煙道三維模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。為保證計(jì)算精度和保持計(jì)算量適中，網(wǎng)格劃分過程中采用優(yōu)先使用六面體網(wǎng)格，在形狀不規(guī)則的區(qū)域使用四面體網(wǎng)格的原則。這是因?yàn)榱骟w網(wǎng)格較四面體網(wǎng)格質(zhì)量高、收斂快，更能降低計(jì)算成本，而四面體網(wǎng)格相對(duì)六面體網(wǎng)格的優(yōu)勢(shì)在于適應(yīng)性強(qiáng)，能夠較好的填充復(fù)雜的幾何形狀。由于煙道結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，本煙道采用六面體網(wǎng)格。圖2所示為煙道網(wǎng)格圖劃分截面圖，最終生成網(wǎng)格總數(shù)為1026480。

圖2 網(wǎng)格圖劃分截面圖

三、數(shù)值模擬分析

入口為邊長(zhǎng)7800mm的正方形，出口為兩個(gè)壓力出口。首先設(shè)置入口處的速度為5m/s。出口設(shè)置為壓力出口，壓力為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

1、速度場(chǎng)分布

數(shù)值模擬煙道流場(chǎng)速度云圖如圖3所示，流場(chǎng)高速區(qū)主要集煙道中部，且在煙道出口附近會(huì)出現(xiàn)流速不均勻現(xiàn)象。由速度云圖我們可以清楚地看出由于彎管的存在，彎曲的煙道流速不均勻現(xiàn)象比較明顯，直煙道在管口擴(kuò)大處也有流速不均勻現(xiàn)象，但相對(duì)較弱。

圖3 速度云圖

圖4為煙道內(nèi)速度矢量圖，由速度矢量圖可以直觀的看出流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)情況。在煙道中由于彎管和管徑擴(kuò)大的存在，使得在彎管處和管徑擴(kuò)大處速度的方向都有改變，且彎管相對(duì)于直管煙道管徑擴(kuò)大處變化明顯。

圖4 速度矢量圖

四、結(jié)束語

通過對(duì)連接鍋爐的煙道結(jié)構(gòu)進(jìn)行流場(chǎng)速度分析處理得出，在煙道中由于彎管和管徑擴(kuò)大的存在，使得在彎管處和管徑擴(kuò)大處速度的方向都有改變，且彎管相對(duì)于直管煙道管徑擴(kuò)大處變化明顯。

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卓中日(1993-)，男，在讀碩士，山東科技大學(xué)，研究方向風(fēng)力機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)。