پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 427 |
| تعداد مقالات | 5,578 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,816,020 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,779,932 |
مطالعه عددی تاثیر توان مشعل شعله تخت بر ایجاد توزیع دمای یکنواخت در کوره های کراکینگ | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 1، دوره 52، شماره 6، شهریور 1399، صفحه 1379-1396 اصل مقاله (1.91 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2018.14064.5791 | ||
| نویسندگان | ||
| مهران میرباقری1؛ کیومرث مظاهری* 2؛ اسماعیل ابراهیمی3؛ علیرضا علیپور4 | ||
| 1گروه تبدیل انرژی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
| 2دانشگاه تربیت مدرس- دانشکده مهندسی مکانیک | ||
| 3دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی مکانیک | ||
| 4دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی مکانیک | ||
| چکیده | ||
| در مطالعه حاضر با کمک مطالعه عددی به بررسی ایجاد توزیع دمای یکنواخت بر روی لول ههای فرآیندی به عنوان پارامتر اصلی در کور ههای کراکینگ با استفاده از مشعل‌های شعله تخت با توا نهای حرارتی مختلف پرداخته شده است. با توجه به فقدان داد ههای تجربی جهت انجام اعتبارسنجی حلگر از دو مسئله معیار مشعل چرخشی و کانال با انتقال حرارت همزمان میان گازهای داغ احتراقی و سطح جامد استفاده شده است. جهت انجام بررسی‌ها با حلگر احتراقی ReactingFOAM ، با افزودن قابلیت انتقال حرارت همزمان، به حلگر chtMultiRegionReactingFOAM ارتقا پیدا کرده و شبیه‌سازی‌ها با استفاده از آن در نرم افزار اپن فوم انجام شده است. همچنین در شبیه‌سازی‌ها از مدل توربولانسی k-ω SST جهت مدل‌سازی آشفتگی استفاده شده است. نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی‌ها نشان دهنده‌ی آن است که استفاده از مشعل شعله تخت در کور ههای کراکینگ امکان ایجاد توزیع حرارت یکنواخت درون کوره با بیشینه دمای احتراقی پایین را فراهم می‌نماید. همچنین جهت ایجاد شار حرارتی مناسب در اطراف لوله‌ها به گون های که توزیع دمای مناسب جهت انجام واکنش‌های کراکینگ فراهم آید به حداقل توانی از مشعل‌های شعله تخت نیاز است که در مقادیر کمتر از آن توزیع دمای مناسب بر روی لوله‌ها ایجاد نمی‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| کوره کراکینگ؛ مشعل شعله مسطح؛ مسئله معیار؛ شار حرارتی؛ شبیه سازی احتراق | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical Study of the Flat Flame Burner Power Effect on the Producing Uniform Temperature Distribution in Cracking Furnaces | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mehran Mirbagheri1؛ Kiumars Mazaheri2؛ Esmaeil Ebrahimi3؛ Alireza Alipoor4 | ||
| 1Energy Conversion , Mechanical Engineering , Tarbiat Modares University , Tehran , Iran | ||
| 2Faculty of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University | ||
| 3Faculty of Mechanical Engineering , Tarbiat Modares University | ||
| 4Faculty of Mechanical Engineering , Shahid Chamran University | ||
| چکیده [English] | ||
| In the present study, with the help of numerical study, the study of the uniform heat flux formation on process tubes as the main parameter in cracking furnaces has been investigated using flat flame burners with different thermal powers. Due to the lack of experimental data for solver validation, two problems of swirl burner and channel with conjugate heat transfer of combustion gases and solid surface have been used. To carry out simulations, the chtMultiRegionReactingFoam solver in OpenFOAM software has been developed by adding the conjugate heat transfer capability to the reactingFoam solver. In simulations, k-ω shear stress transport turbulence model has been used for turbulence modeling. The results of the simulations show that the use of a flat flame burner in cracking furnaces allows for the uniform temperature distribution in the furnace with the low maximum combustion temperature. Also, to create the appropriate heat flux around the pipes so that the proper temperature distribution for cracking reactions is provided, the minimum heat flux of the flat flame burners is required, which in less than that, the appropriate temperature distribution does not occur on the pipes. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Cracking furnace, Flat flame burner, Benchmark problem, Heat flux, Combustion simulation | ||
| مراجع | ||
|
[1] S. Sadrameli, Thermal/catalytic cracking of hydrocarbons for the production of olefins: A state-of-the-art review I: Thermal cracking review, Fuel, 140 (2015) 102-115. [2] M. Masoumi, S. Sadrameli, J. Towfighi, A. Niaei, Simulation, optimization and control of a thermal cracking furnace, Energy, 31(4) (2006) 516-527. [3] G.J. Heynderickx, A.J. Oprins, G.B. Marin, E. Dick, Three-dimensional flow patterns in cracking furnaces with long-flame burners, Aiche journal, 47(2) (2001) 388-400. [4] X. Lan, J. Gao, C. Xu, H. Zhang, Numerical simulation of transfer and reaction processes in ethylene furnaces, Chemical Engineering Research and Design, 85(12) (2007) 1565-1579. [5] K.M. Van Geem, M.F. Reyniers, G.B. Marin, Challenges of modeling steam cracking of heavy feedstocks, Oil & Gas Science and Technology-Revue de l'IFP, 63(1) (2008) 79-94. [6] G. Hassan, M. Pourkashanian, D. Ingham, L. Ma, P. Newman, A. Odedra, Predictions of CO and NO x emissions from steam cracking furnaces using GRI2. 11 detailed reaction mechanism–A CFD investigation, Computers & Chemical Engineering, 58 (2013) 68-83. [7] S. Pilva, "Simulation of combustion chamber in Cracking Furnace to considering conjugate heat transfer in walls reactor"A thesis submitted to the Department of Mechanical Engineering for the degree of Master of Sience, Iran, Tarbiat modares University, 2016 (In Persion). [8] E.J.F. Flame, Flame interaction and rollover solutions in ethylene cracking furnaces, Gas, (2013) 1. [9] A. Savu, G. Lazea, P.-S. Agachi, Optimization and advanced control for thermal cracking processes, 20th European symposium on computer aided process engineering—ESCAPE, 20 (2010) 109-128 [10] C.E. Baukal Jr, The john zink hamworthy combustion handbook: Volume 1-Fundamentals, CRC press,2012. [11] C.E. Baukal Jr, The john zink hamworthy combustion handbook: Volume 3-Fundamentals, CRC press, 2014 [12] A. Masri, S. Pope, B. Dally, Probability density function computations of a strongly swirling nonpremixed flame stabilized on a new burner, Proceedings of the Combustion Institute, 28(1) (2000) 123-131. [13] A. Barletta, E.R. di Schio, G. Comini, P. D'Agaro, Conjugate forced convection heat transfer in a plane channel: Longitudinally periodic regime, International Journal of Thermal Sciences, 47(1) (2008) 43-51. [14] G.D. Stefanidis, B. Merci, G.J. Heynderickx, G.B. Marin, CFD simulations of steam cracking furnaces using detailed combustion mechanisms, Computers & chemical engineering, 30(4) (2006) 635-649. [15] G. Stefanidis, K. Van Geem, G. Heynderickx, G. Marin, Evaluation of high-emissivity coatings in steam cracking furnaces using a non-grey gas radiation model, Chemical Engineering Journal, 137(2) (2008) 411-421. [16] A. Oyelami, S. Adejuyigbe, M. Waheed, Performance Evaluation of Recuperative Heat Exchanger in Rotary Furnace, in: Proceedings of the World Congress on Engineering, 2012 [17] T. Poinsot, D. Veynante, Theoretical and numerical combustion, RT Edwards, Inc., 2005 [18] D.C. Wilcox, Turbulence modeling for CFD, DCW industries La Canada, CA, 1998 [19]D.C. Wilcox, Simulation of transition with a two- equation turbulence model, AIAA journal, 32(2) (1994) 247-255 [20]J. Chomiak, A. Karlsson, Flame liftoff in diesel sprays, in: Symposium (International) on Combustion, Elsevier, 1996, pp. Vol. 26, No. 26-72557-72564,71996. [21]W. Jones, R. Lindstedt, Global reaction schemes for hydrocarbon combustion, Combustion and flame, 73(3) (1988) 233-249. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 988 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,505 |
||