烟气流动入口采用速度入口边界条件,烟气流动出口采用压力出口边界条件,同时为了计算该模型在长度方向上有多个H型翅片管单元,模型4个侧面均采用对称性边界条件进行设置,基管内管壁采用恒壁温边界条件,基管外管壁采用对流换热的耦合壁面边界条件,翅片和基管管壁温度通过模拟计算耦合分析得出,利用能量方程进行耦合求解。在计算区域内,忽略烟气辐射换热及重力的影响,管壁和翅片温度由耦合计算得出。收敛条件为连续性方程的相对残差小于10-5,其余方程的相对残差小于10~6。
a)利用数值模拟计算得到的结果与实验关联式计算结果误差较小,说明利用FLUENT软件对锅炉低温省煤器进行计算优化具有可行性;
b)对于横截面积恒定的6种H型翅片管,随着翅片高度的减小,翅片厚度不断增厚,进而使得烟气湍流强度增加,在提高H型翅片管换热性能的同时也增加了流动阻力;
c)随着烟气流速的提高,H型翅片管的换热效果显著提升,但同时也增加了H型翅片管间的流动阻力,因此并不是烟气流速越大其总体性能越好﹔
d) Nu 与Eu在2 mm× 50 mm时出现明显升降,综合考虑H型翅片管的传热和流动特性,2 mm× 50 mm翅片管在保证换热效果的前提下,其流动阻力更小,综合传热性能优于其他5种翅片管。
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