过程工程学报 ›› 2020, Vol. 20 ›› Issue (5): 510-520.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.219242
王 娟1,2*, 何星晨1,2, 李 军1,2, 万加亿1,2, 邹 槊1,2, 徐皓晗1,2
Juan WANG1,2*, Xingchen HE1,2, Jun LI1,2, Jiayi WAN1,2, Shuo ZOU1,2, Haohan XU1,2
摘要: 在乙烯裂解管式加热炉的工业应用中,通过在炉管内加入扭曲片内构件,将管内流动由平推流转为旋转流,增大了切向速度的同时加强了流体对管壁的冲刷作用,达到强化传热的目的。在第二代扭曲片的基础上进行结构改进,采用RNG k??湍流模型模拟炉管内部的流动,对比分析了不同扭曲片结构管道内的纵向涡结构、阻力系数、努塞尔数、综合传热系数及速度矢量场与温度梯度场耦合协同情况。结果表明,沿管壁呈“狭缝”状开口的扭曲片结构增大了管内流动的旋流强度,降低了阻力损失;开口长度7 mm、宽度2 mm、间隔2 mm的扭曲片结构局部阻力系数是第一代的93.75%,比第二代增加了8.67%,但综合传热系数比第二代提高了1.56%,是光管的1.29倍,该结构提高了纵向涡的稳定性,强化了管道核心流体与管壁的动量、热量交换;而沿管道中心开口的扭曲片结构增大了局部阻力系数,造成局部损失增加。