CFD是計算流體動力學(xué)即Computational Flu-id Dynamic，的縮寫。CFD是模擬包含流體流動、傳熱以及其他附加的物理化學(xué)現(xiàn)象的工具。隨著計算機(jī)性能的極大提高，計算圖形學(xué)的廣泛使用以及穩(wěn)健的CFD求解器的開發(fā)，CFD模擬在各個工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
乙烯裂解爐是乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，乙烯裂解爐內(nèi)的燃燒情況決定著裂解爐的運行情況，而裂解爐內(nèi)的燃燒是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程，影響因素很多，如爐膛的幾何尺寸、爐管的布置結(jié)構(gòu)、燃燒器的結(jié)構(gòu)形式、燃燒器的布置位置、燃料的組成、燃料的流量和壓力等。CFD數(shù)值模擬技術(shù)是目前設(shè)計燃燒器或評價燃燒器優(yōu)劣的*先進(jìn)的手段。
對燃燒器進(jìn)行CFD數(shù)值模擬的優(yōu)勢在于:a.可以進(jìn)行多方案比較。設(shè)計方案之間的區(qū)別可以通過修改幾何模型和調(diào)整網(wǎng)格實現(xiàn)，這就保證了方案之間的比較可以快速高效地進(jìn)行。b.可以詳細(xì)地了解爐膛內(nèi)的燃燒情況。通過CFD軟件的后處理功能，爐膛內(nèi)的火焰形狀、流場、溫度和壓力的分布場等都可通過建立等值面、云圖等手段直觀地表達(dá)，甚至爐膛內(nèi)每個位置上的物理量都可通過計算得到。c.經(jīng)濟(jì)性。對燃燒器的CFD數(shù)值模擬完全在計算機(jī)上進(jìn)行，相比于傳統(tǒng)的試驗方法可以大大降低研發(fā)費用。但是，CFD數(shù)值模擬結(jié)果的精確程度取決于很多方面，例如幾何模型的精確度，網(wǎng)格的優(yōu)劣，計算模型的選取，數(shù)值計算的收斂情況等，因此CFD數(shù)值模擬方法不能完全取代試驗方法，相反通過試驗的結(jié)果可以對計算模型中設(shè)置選取的各參數(shù)進(jìn)行修正，使模型更加完善。
