燃气采暖热水炉排烟罩烟气流动仿真分析

注：《燃气采暖热水炉排烟罩烟气流动仿真分析》

作者：戴果（广州迪森家用锅炉制造有限公司）

第八届地暖高峰论坛暨第四届壁挂炉高峰论坛论文获三等奖
 

摘要：燃气采暖热水炉的排烟罩结构直接关系到燃气采暖热水炉的换热效率及其烟气排放状况，故研究燃气采暖热水炉排烟罩内的烟气流动可以直接有效的帮助我们进行排烟罩结构设计。

      本文是基于三种不同的燃气采暖热水炉排烟罩模型，利用CFD软件对其内部的烟气流动进行了数值模拟，对排烟罩内部的烟气流动特性进行了计算分析。并与实际测试结果进行对比验证。

      关键词：燃气采暖热水炉排烟罩结构，烟气流动，数值模拟

      一、引言

     燃气采暖热水炉的在国内供暖方式占有相当大数量，平衡式燃气采暖热水炉一直是各个厂家的主打产品。在市场上，平衡式燃气采暖热水炉也是百花齐放、种类繁多，有强制排气，强制给气，风机摆放位置，也不尽相同。然而燃气采暖热水炉作为一个耗能产品，除了安全、舒适等要求外，高能效，烟气排放等是衡量燃气采暖热水炉的重要标准。排烟罩作为燃气采暖热水炉换热系统的一个重要组成部分，其烟气导流板的形状、结构直接决定了燃烧室内部气流的走向，从而影响了主换的换热效率。

     平衡强排式燃气采暖热水炉的排烟系统中，如图1所示，风机抽风入口处在主换热器上方，且位置比较近，如果在风机直对着主换热器中间不采用烟气导流板的情况下，将导致几个方面问题：1、没有最大限度的利用主换热器翅片的换热效率，导致烟气温度高、热能损失，能源的浪费；2、影响燃烧器的空气流向，以及燃气与空气的混合燃烧，导致烟气排放高的问题。因此一个好的烟罩结构应具备良好的排烟、烟气导流功能，而非简单的排烟。

       以下本文以平衡强排式燃气采暖热水炉的设计作为例子，论述利用仿真学软件CFD软件，进行分析研究，力求找出最优的排烟罩结构。可以大大的减少研发的成本投入，以及提高研发工程师的研发效率。

       二、数学模型

       1. 连续方程 

       2. 动量方程

       三、边界条件分析

       四、计算工况

       五、计算模型

       六、计算结果

       七、实际测试结果

       八、理论分析九、结论

      综合以上对比计算结果、模拟结果和实验结果，我们可以得出以下结论：当排烟罩内部流经主换平面的烟气速度大部分或者全部不小于计算数值时，换热效率高。当排烟罩内部流经主换平面的烟气速度分布比较均匀时，换热效率高。当排烟罩内部的烟气流速大于一定的数值时，会影响到燃烧器的燃烧工况，反而会降低燃烧效率，并且造成较恶劣的烟气排放。
 

注： 原文详细内容请下载附件查阅

 燃气采暖热水炉排烟罩烟气流动仿真分析.doc 

     [编辑：孟扬]