LUENT軟件在石油化工設(shè)備中的應(yīng)用

石大留戀

摘要：n朋ENT軟件的主要特點(diǎn)，將其特點(diǎn)運(yùn)用在具體的石油化工設(shè)備上。對(duì)加熱妒、靜態(tài)混合器、換熱器模擬后能獲得完整的數(shù)
據(jù)，能將計(jì)算情況在計(jì)算機(jī)屏幕上形象地再現(xiàn)。通過模擬能真實(shí)反映石油化工設(shè)備內(nèi)部的復(fù)雜流動(dòng)，模擬結(jié)果為設(shè)計(jì)、操作人員提
供設(shè)計(jì)及改進(jìn)理論依據(jù)。把FLUENT軟件用于更多的煉化車間進(jìn)行分析模擬．更好的改善石油化工設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。
關(guān)鍵詞：石油化工；旋風(fēng)分離器；FLUENT；靜態(tài)混合器
中圖號(hào)：TH432．1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673—5285(2008)02—0077_03
從上世紀(jì)90年代FLuENT作為流動(dòng)傳熱分析軟
件，被各個(gè)行業(yè)所了解，并應(yīng)用與石油化工、航空航天、
汽車工業(yè)等領(lǐng)域。對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)有了顯著的指導(dǎo)效果，
為產(chǎn)品的優(yōu)化提供了可靠的依據(jù)，同時(shí)也節(jié)省了大量
的人力和物力，縮短了實(shí)驗(yàn)室研究時(shí)間。目前利用
FLUENT軟件分析石油化工設(shè)備，進(jìn)行操作過程的優(yōu)
化及改善石油化工設(shè)備的安全性和可靠性正處于新研
究領(lǐng)域。
在煉化工廠各種氣相、液相流體會(huì)流過許多操作
單元，通過分析流場(chǎng)，單元的流動(dòng)情況能通過FLuENT
模擬結(jié)果可視化表示出來，工程技術(shù)人員就能確定問
題出現(xiàn)的原因并提出解決問題的方案。在一個(gè)煉化工
廠里有成百個(gè)煉廠操作單元可供模擬分析，主要的煉
化過程(催化裂化、烴化、加氫裂解、重整等)用
FLuENT進(jìn)行了模擬現(xiàn)已受益，改善了裝置的可靠性，
擴(kuò)大了操縱條件。本文介紹FLuENT軟件的主要特點(diǎn)，
及相關(guān)特點(diǎn)在石油化工設(shè)備上的模擬分析。
1 FLUENT軟件的特點(diǎn)及用途
FLuENT是用于計(jì)算復(fù)雜幾何條件下流動(dòng)和傳熱
問題的程序。它提供的無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成程序，把計(jì)算相
對(duì)復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)問題變得容易和輕松。可以生成的
網(wǎng)格包括二維的三角形和四邊形網(wǎng)格；三維的四面體、
六面體及混合網(wǎng)格。并且，可以根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整網(wǎng)
格。這種網(wǎng)格的自適應(yīng)能力對(duì)于精確求解有較大梯度
的流場(chǎng)如自由剪切流和邊界層問題有很實(shí)際的作用。
同時(shí)，網(wǎng)格自適應(yīng)和調(diào)整只是在需要加密的流動(dòng)區(qū)域
里實(shí)施，而非整個(gè)流動(dòng)場(chǎng)，因此可以節(jié)約計(jì)算時(shí)間。
其用途有：采用三角形、四邊形、四面體、六面體及
其混合網(wǎng)格計(jì)算二維和三維流動(dòng)問題。計(jì)算過程中，網(wǎng)
格可以自適應(yīng)；可壓縮與不可壓縮流動(dòng)問題；穩(wěn)態(tài)和瞬
態(tài)流動(dòng)問題；無粘流，層流及湍流問題；牛頓流體及非
牛頓流體；對(duì)流換熱問題(包括自然對(duì)流和混合對(duì)流)；
導(dǎo)熱與對(duì)流換熱耦合問題；輻射換熱；慣性坐標(biāo)系和非
慣性坐標(biāo)系下的流動(dòng)問題模擬；多運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系下的流
動(dòng)問題；化學(xué)組分混合與反應(yīng)；可以處理熱量、質(zhì)量、動(dòng)
量和化學(xué)組分的源項(xiàng)；用Lagrangian軌道模型模擬稀
疏相(顆粒，水滴，氣泡等)；多孔介質(zhì)流動(dòng)；一維風(fēng)扇、
熱交換器性能計(jì)算；兩相流問題；復(fù)雜表面形狀下的自
由面流動(dòng)【l】。
2 FLUENT軟件用于分析化工設(shè)備
在化工生產(chǎn)工藝過程中，所使用的化工設(shè)備，流
量、溫度、壓強(qiáng)，是最常用的衡量設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)設(shè)備的模
擬分析，主要是針對(duì)這些量。分析化工設(shè)備如換熱器主
要分析其對(duì)流換熱問題，泵、壓縮機(jī)的葉片上氣體流