V形导流伞对大型球罐热处理温度场的影响研究.pdfVIP

学兔兔 第 43卷 第 1期 化 工 机 械 59 V形导流伞对大型球罐热处理温度场的影响研究 吉 方料 邓贵德 梁海峰’ 段滋华’ (1．太原理工大学；2．中国特种设备检测研究院) 摘 要 用 内燃法热处理大型球罐 时，为 了减小球罐上下的温差，在球罐 内部加入一个 V形导流伞 ，改 变球罐 内流场分布 ，使热空气对球罐加热更均匀。采用数值模拟的方法 ，研究了V形导流伞夹角的角度 和导流伞 的位置对球罐 内部流场和壁面温度 的影响。结果表 明，在距下人孔 1／3球罐直径处安装夹角 为 120。的V形导流伞时，球罐壁面最大温差最小，球罐壁面温度最均匀。 关键词 球罐 热处理 V形导流伞 Fluent 温度场 中图分类号 TQ054 文献标识码 A 文章编号 0254．6094(2016)01-0059-05 目前国内大型球罐广泛采用 内部燃烧法来消 除焊接残余应力，即在球罐下人孔处插入燃烧器， 对球罐进行加热 ，使其达到热处理工艺要求 的温 度范围…。在大型球罐 内燃法热处理过程中，经 常会 出现球罐上部壁温 明显高于下部壁温的现 象，导致球罐热处理结果不满足工艺要求。行业 内根据实践经验 ，采用在球罐内部安装 V形导流 伞改变球壁 内部流场 ，达到减少球罐上下温差 的 目的 。但实际操作 中，V形导流伞 的夹角大小 以及热处理时导流伞放置的位置各不相 同，没有 下人孔(人口) 统一的标准 。国内相关研究很少，笔者采用数值 图l 10000m’球罐热处理工艺布置示意图 模拟方法 ，运用计算流体力学软件 Fluent，研究 了5种不同夹角导流伞和 3种不同安装位置对大 型球罐 内燃热处理内部流场和温度场的影响。 1 数值分析 以直径 26．8m的 10000m 球罐为例，如图1 所示在球 罐直径上、下位置处 分别设置直径 0．45m，伸出长度0．5m的人孔，在距下人孔 处 安装直径为4．46m，厚度为20mm的V形导流伞 ， 在下人孔处 ，插入 EK一9100燃烧器 (燃料选用 0 图2 燃烧器结构简化示意图 号轻柴油)对球罐进行加热 ，最终达到对球罐热 处理的 目的 。燃烧器的结构简化成一个喷油 选用ANSYSFluent数值计算软件，对球罐热 嘴和一个空气入 口，如图2所示 。 处理保温阶段进行数值模拟。分析研究5种不同 夹角(80、100、120、140、160。)的V形导流伞和 3 国家公益性行业 (质检)科研专项资助项 目(201410028)。 吉 方 ，男，1990年 12月生，硕士研究生。山西省太原市，030024。 学兔兔 化 工 机 械 2016 种不同导流伞安装位置 (距下人孔 1／3D、1／2D、 f ㈩ Zi 1 — 2