(山東科技大學機械電子工程學院 山東 青島 266590)

回收鍋爐煙道流場分析

卓中日梁之西朱尚

(山東科技大學機械電子工程學院山東青島266590)

該煙道用于連接回收鍋爐處，是廢氣首先經(jīng)過的場所。由于廢氣對回收鍋爐的不均勻沖刷，很容易對回收鍋爐造成損毀。這項損毀是鍋爐效率的決定因素，直接影響鍋爐的經(jīng)濟性。通過對煙道結(jié)構(gòu)進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)過的場所。由于廢氣對回收鍋爐的不均勻沖刷，很容易對回收鍋爐造成損毀。這項損毀是鍋爐效率的決定因素，直接影響鍋爐的經(jīng)濟性。通過UG三維制圖軟件對煙道進行三維建模如圖1所示。

圖1 煙道三維流體模型

二、網(wǎng)格劃分

應(yīng)用GAMBIT前期處理軟件對煙道三維模型進行網(wǎng)格劃分。為保證計算精度和保持計算量適中，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。這是因為六面體網(wǎng)格較四面體網(wǎng)格質(zhì)量高、收斂快，更能降低計算成本，而四面體網(wǎng)格相對六面體網(wǎng)格的優(yōu)勢在于適應(yīng)性強，能夠較好的填充復雜的幾何形狀。由于煙道結(jié)構(gòu)相對簡單，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7800mm的正方形，出口為兩個壓力出口。首先設(shè)置入口處的速度為5m/s。出口設(shè)置為壓力出口，壓力為一個標準大氣壓。

1、速度場分布

數(shù)值模擬煙道流場速度云圖如圖3所示，流場高速區(qū)主要集煙道中部，且在煙道出口附近會出現(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，直煙道在管口擴大處也有流速不均勻現(xiàn)象，但相對較弱。

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運動情況。在煙道中由于彎管和管徑擴大的存在，使得在彎管處和管徑擴大處速度的方向都有改變，且彎管相對于直管煙道管徑擴大處變化明顯。

圖4 速度矢量圖

四、結(jié)束語

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

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