Este informe describe el modelo de análisis térmico y distribución del flujo de aire como parte de un paquete de calentador de aire producido por Zeeco. La primera sección incluye los detalles de diseño de la rejilla de distribución del flujo aplicada en la entrada del calentador, situada debajo de los quemadores del conducto. El diseño de la rejilla se basó en un análisis CFD.
La segunda sección incluye un análisis realizado por Zeeco para determinar la distribución final de la temperatura a la salida del calentador. Para ello se utilizó un programa para realizar un balance térmico basado en el caudal y la temperatura en cada elemento. Estos elementos se crean cortando el calentador en varias secciones transversales a diferentes elevaciones y superponiendo una rejilla en cada sección.
Análisis térmico
El objetivo del análisis térmico era determinar la distribución final de la temperatura en una sección transversal situada en la salida del calentador de aire y la liberación controlada del calor (patrón de perforación. De este modo se aseguraba que la variación de la temperatura se minimizaba para cumplir con la especificación. Los cálculos se realizaron dividiendo cada sección transversal en elementos cuadrados de 6 "x6" en un patrón de cuadrícula. Esto determinó las temperaturas realizadas para cada elemento en secciones transversales cada 6" de elevación sobre los quemadores, comenzando en el nivel de inyección de combustible. La perforación proporcionada se utilizó para encontrar el calor liberado en cada celda. Los cálculos se realizaron hasta que se indicó una variación de temperatura satisfactoria o se alcanzó la parte superior del calentador. El proceso de cálculo de la temperatura incluyó la realización de tres iteraciones en cada sección transversal antes de registrar las temperaturas finales.
Resultados
Una vez revisados los resultados del análisis térmico y del modelo de distribución del flujo de aire, se informa de que la distribución de la temperatura del calentador es suficientemente uniforme (menos del 1% de variación respecto a la media) cuando el calentador empieza a descolgarse a la salida. Este resultado se debe al aumento de la mezcla de aire y al tiempo para alcanzar el equilibrio.
Los siguientes gráficos toman las temperaturas a lo largo de varias cuerdas paralelas a la línea de simetría Norte-Sur en varias elevaciones. Las elevaciones elegidas están todas a 12" de distancia para que todos los gráficos utilicen la misma fórmula para la tercera iteración. Z=264" es la elevación final mostrada, justo por debajo del punto en el que el calentador comienza a descender en la salida.
Descargar el documento técnico