高溫熱交換模組有限元素模擬分析

A High Temperature Heat Exchange Module Finite Element Simulation Analysis

許威傑(Wei-Jie Xu) ； 蔡建雄(Jian-Xiong Cai) ； 許聖彥(Sheng-Yan Xu) ； 林芳州(Fang Lin) ； 陳建成(State Jian-Cheng Chen)

《燃燒季刊》 92期 (2016/02) Pp. 27-40

https://doi.org/10.30041/CQ.201602_(92).0003

摘要

本計畫建構國內第一套針對中高溫蓄熱式燃燒系統之蓄熱體熱流模擬分析模組，以計算流體力學CFD（Computational Fluid Dynamics）ANSYS/ FLUENT軟體建立中高溫蓄 熱體熱流模擬技術。針對蓄熱體進行CFD分析、建立蓄熱體熱流與結構數值模擬技術，分析蓄熱過程中的熱傳性能、預熱空氣及高溫廢氣的流動阻力，利用Porous media回歸蓄熱體（圓孔型式、六角形6mm、六角形9mm）之C1/C2值、孔隙率。並且利用多孔介質模式來模擬實際全尺寸蓄熱體及效能驗證，確保大場域模擬的可行性。透過CFD對10顆串接之蓄熱體進行吸/放熱反應時間分析，計算蓄熱體溫度、熱飽和時間及切換時間與速度之關係，並找出最佳之切換時間，以節省能源使用成本。

關鍵字

計算流體力學CFD ； 多孔介質 ； 熱飽和時間

並列摘要

The project construction for the first high temperature regenerative combustion system of regenerator heat flow simulation analysis module. The CFD simulation analysis for the regenerator, establish heat regenerator and structure simulation technology, analysis regenerative process of heat transfer performance, preheated air and hot exhaust gas of flow resistance. Use porous media regression regenerator (hole pattern, hexagonal 6mm, hexagonal 9mm) of C1 / C2 value and porosity. The use of porous media model to simulate the actual full size regenerator and performance verification, to ensure the feasibility of large-field simulation. Through CFD to analysis 10 series of the regenerator with endothermic / exothermic reaction time, calculation regenerator temperature, thermal saturation time and switching time with speed relationship, and find out the best time of the switch, in order to save energy costs.

並列關鍵字

Computational Fluid Dynamics CFD ； porous medium ； heat saturation time