过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (12): 1227-1237.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225066
任永苍1, 柳楠2, 孙凤枝1, 贾春桦3, 郭新勇2, 黄春建1, 赵卫东2, 王冠达4,张瑞4, 王娟4*
Yongcang REN1, Nan LIU2, Fengzhi SUN1, Chunhua JIA3, Xinyong GUO2, Chunjian HUANG1, Weidong ZHAO2, Guanda WANG4, Rui ZHANG4, Juan WANG4*
摘要: 为满足绿色环保的节能减排需求,充分利用熔盐耐热稳定性好的优势,提出了一种熔盐间接加热的管壳式电加热炉。基于自然对流模型和Boussinesq假设,采用数值模拟方法对加热炉封闭空间内的熔盐及导热油的流动与传热特性进行了研究,并分析电加热管的不同表面热强度对电加热炉内流动及传热特性的影响。研究结果表明:炉内熔盐受热后膨胀产生的密度差和温度差,形成密闭空间内的自然对流换热,表面热强度为设计值时熔盐平均流速为0.00613m/s,平均温度为409.3℃,在电加热管横截面上形成从底部高温加热管区域至上部导热油管的对称环形循环流动,强化了炉内的自然对流和传热效果;炉内整体流场和温度分布呈现稳定和均匀性;电加热管释放的热量,经过中间介质熔盐的间接加热使导热油进出口温度增加13.1℃,可以满足工艺需求。电加热管热强度超过设计值时,炉内熔盐自然对流循环流动明显增强,湍动程度增加,电加热管上方熔盐与周围存在明显速度边界,正向影响炉内流动及传热特性。