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本文对于在裂解炉管中分段加入带有扭曲片的整铸管的强化传热方法进行了实验研究及模拟计算。
冷模实验结果表明:在扭曲片管中心区域,高雷诺数下的无量纲速度分布小于低雷诺数下的数值,轴向速度沿管径的分布比圆管内的平坦些;近壁区域,高雷诺数下的无量纲速度分布高于低雷诺数下的数值,速度梯度比圆管内的大。加装扭曲片管后会增加管压降,但相对整个管长来说,物料压力沿着管长方向的变化仍是均匀的。
考察了石脑油在不同裂解条件下,应用扭曲管后对裂解炉管壁温度、废热炉出口温度及乙烯收率的影响,实验结果表明:加装扭曲片管后,裂解炉辐射段炉管管壁温度(TMT)下降20℃以上,主要产品收率变化不大,废热炉出口温度较低且变化趋势平缓。
基于网格生成方法划分扭曲片管的计算区域,以此进行模拟计算得到了最佳扭曲比及平均阻力系数与雷诺数的关系,计算结果与实验结果吻合。