天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

来源：上海理工大学学报杂志2021年第6期北京时间：

作者：郭韵，张栩宁，周仲伟，陈昊，樊俊杰

单位：上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海 201620,上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海 201620,中国石化上海石油化工股份有限公司，上海 200540,上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海 201620,上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093

摘要：设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理，开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型，求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场，并通过天然气加热、传热流动试验平台，对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示，加热炉内流场不均，整体循环不佳，加热炉的启动时间为2.5 h，加热效率仅为83.5%，介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然，传统加热炉结构有待优化，且介质参与性辐射影响不可忽略。

关键词：加热气化;非稳态;耦合传热模型;加热效率

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51606116）；上海市科委科技创新行动计划（19195810800）