[发明专利]基于CFD的Shell气化炉流场和温度场的模拟方法

摘要

基于CFD的Shell气化炉流场和温度场的模拟方法，涉及Shell气化炉。包括如下步骤：1)前处理，所述前处理包括Shell气化炉物理模型的建立、模拟求解域的确定和计算域网格的划分；2)利用求解器求解控制方程，所述利用求解器求解控制方程包括模型设置和计算求解；3、模拟结果展示的后处理。对Shell气化炉的流场和温度场进行了模拟计算，准确且方便得到了Shell气化炉炉内的一些基本物理量，对Shell气化炉的设计和工业生产提供了完整的炉内信息。精准预测了炉内的物理量，从而实现了对Shell气化炉中煤粉气化过程的再现。

主权项

1.基于CFD的Shell气化炉流场和温度场的模拟方法，其特征在于包括如下步骤：1)前处理，所述前处理包括Shell气化炉物理模型的建立、模拟求解域的确定和计算域网格的划分；所述计算域网格的划分采用ICEM CFD软件进行绘制，具体步骤如下：(1)、依据Shell气化炉的炉体结构和尺寸，并结合喷嘴结构，同时考虑到存在的工艺条件进行确定了Shell气化炉的几何模型，利用SolidWorks软件绘制所述几何模型；(2)、将上述几何模型导入ICEM CFD软件，并确定模拟计算域；(3)、将所述计算域进行分块处理，划分成若干子区域；(4)、在所述子区域上采用非结构六面体网格进行划分，同时考虑网格质量、网格疏密程度和网格数量，确定六面体网格中的节点数目，网格绘制完成后再整合形成完整的计算域；(5)、初步设定边界条件，并导出网格文件，准备输出求解；2)利用求解器求解控制方程，所述利用求解器求解控制方程包括模型设置和计算求解；所述计算求解采用求解器，所述求解器为Fluent软件，所述计算求解的具体步骤为：(1)、将步骤1)中已编辑好的网格文件导入Fluent软件中，对网格进行进一步检查，确保网格和模拟计算域中的单位尺度一致，并选择Fluent求解器和其运行环境；(2)、选择计算模型并设置计算模型参数，包括激活能量方程，湍流模型以及非预混合燃烧模型；(3)、依据工业所用煤粉性质设置模拟所用的煤粉性质；(4)、依据工业运行的Shell气化炉情况设置边界条件，选择离散格式和设置欠松弛因子并激活监视器；(5)、初始化流场并完成迭代求解计算，得到Shell气化炉炉内的基本物理量；3)模拟结果展示的后处理，具体方法如下：将CFD模拟获得的数据输出并显示为图形或曲线，利用ANSYS CFD‑Post软件进行后处理，通过后处理能够有效地观察和分析模拟计算的结果，直观地了解Shell气化炉炉内的流场和温度场分布。