مطالعه عددی رفتار جریان و انتقال حرارت ناشی از تغییر زاویه مشعل در یک بویلر نوع پی

این تحقیق بمنظور بهینه سازی مصرف انرژی در دیگهای بخار نوع پی ( пtype ) مجموعه ذوب آهن اصفهان از طریق مدلسازی عددی انتقال گرما در محفظه احتراق در زوایای مختلف مشعل با سوخت گاز طبیعی صورت گرفته است. با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت مدلسازی محفظه احتراق ،چهار عدد مشعل گاز طبیعی، 187 عدد لوله آتشخوار به همراه دیواره های نسوز آن صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد که تغییر زاویه مشعل راهکار مناسبی برای کنترل شعله می باشد بطوریکه که با کاهش زاویه مشعل، شار گرمایی روی لوله های آتشخوار، دما و سرعت سیال داخل اتاق احتراق افزایش و درنتیجه کارایی بویلر بهبود می یابد. با این حال کاهش زاویه مشعل ها منجر به افزایش دمای سطح لوله های آتش خوار شده و حتی می تواند باعث سوراخ شدن و آسیب به این تجهیزات گردد. همچنین با بررسی نتایج مشاهده گردید که با ثابت بودن میزان گاز مصرفی، نسبت انتقال حرارت تشعشعی به کل انتقال حرارت لوله های فایروال در زوایای مختلف بطور میانگین 90 درصد می باشد. همچنین توافق بین نتایج عددی و تجربی شامل وضعیت موجود بویلر که در آن مشعل با زاویه 30˚ صحت مدلسازی را تایید می کند.

Numerical study of the flow and heat transfer due to the changing of the burner angle in a П-type boiler

This research was carried out to optimize energy consumption in Isfahan Steel Ptype boilers by numerical modeling of heat transfer in combustion chamber at different angles of natural gas fuel burner. Using the AnsysFluent combustion chamber modeling software, four natural gas burners, 187 firefighting tubes and its refractory walls were used. The results show that changing the angle of the burner is a good way to control the flame. By decreasing the angle of the burner, the heat flux on the firebox tubes the temperature and fluid velocity inside the combustion chamber increases and thus improves the boiler efficiency. However, reducing the angle of the burners results in an increase in the surface temperature of the fire pipes and can even pierce and damage the equipment. The results also showed that with constant amount of gas consumed, the ratio of radiation heat transfer to total heat transfer of firewall tubes at different angles is 90% on average. Also the agreement between numerical and experimental results including the existing boiler condition in which the burner at 30 ° angle confirms the modeling accuracy.