乙烯裂解爐輻射段的三維數(shù)值模擬研究的開題報告一、研究背景乙烯是一種重要的有機化工原料，具有廣泛的用途。乙烯裂解是生產(chǎn)乙烯的重要方法之一，其過程涉及到高溫、高壓、復雜的化學反應(yīng)過程。其中，裂解爐是乙烯裂解生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，而裂解爐輻射段的熱傳遞過程對乙烯裂解的效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的影響。目前，利用數(shù)值模擬方法對乙烯裂解爐輻射段的熱傳遞過程進行研究已成為一個熱點問題。然而，綜合考慮爐體結(jié)構(gòu)、熱傳遞、流動、化學反應(yīng)等多種因素的三維數(shù)值模擬仍存在許多挑戰(zhàn)，需要進一步深入研究。二、研究內(nèi)容本研究將針對乙烯裂解爐輻射段的熱傳遞過程進行三維數(shù)值模擬。具體來講，研究內(nèi)容包括：1.建立乙烯裂解爐輻射段的三維數(shù)值模型，考慮爐體結(jié)構(gòu)、熱傳遞、流動、化學反應(yīng)等多種因素，模擬輻射段內(nèi)氣體流動、溫度分布和化學反應(yīng)過程等。2.分析不同操作條件下裂解爐輻射段內(nèi)的溫度、物質(zhì)濃度等參數(shù)的變化規(guī)律，探究輻射段內(nèi)的熱傳遞規(guī)律，為裂解爐工藝的優(yōu)化提供理論依據(jù)。3.驗證數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性和實用性，采用實驗數(shù)據(jù)進行對比分析，優(yōu)化模型參數(shù)和假設(shè)條件。三、研究方法本研究將采用計算流體力學（CFD）方法對乙烯裂解爐輻射段的熱傳遞過程進行數(shù)值模擬。具體來說，采用ANSYSFluent軟件建立三維數(shù)值模型，利用不同的網(wǎng)格大小和網(wǎng)格類型進行網(wǎng)格剖分，考慮爐體結(jié)構(gòu)、熱傳遞、流動、化學反應(yīng)等多種因素，對不同操作條件下裂解爐輻射段的工作狀態(tài)進行模擬，得到輻射段內(nèi)的氣體流動、溫度分布和物質(zhì)濃度等信息。四、研究意義本研究將進一步深入探究乙烯裂解爐輻射段的熱傳遞規(guī)律，為優(yōu)化裂解爐的工藝條件提供理論支持。同時，本研究將探究計算流體力學在化工領(lǐng)域的應(yīng)用，為該領(lǐng)域的相關(guān)研究提供借鑒和參考。五、研究進度安排1.2021年9月-11月：完成文獻綜述和乙烯裂解爐輻射段的基礎(chǔ)調(diào)研。2.2021年12月-2022年2月：建立乙烯裂解爐輻射段的三維數(shù)值模型，進行模擬計算。3.2022年3月-2022年4月：對模擬結(jié)果進行分析，得到輻射段內(nèi)的氣體流動、溫度分布和物質(zhì)濃度等信息。4.2022年5月-2022年6月：完成論文撰寫和實驗數(shù)據(jù)對比驗證。5.2022年7月-2022年8月：提交畢業(yè)論文并準備答辯。六、參考文獻[1]LiuY,ShangJ,ZhangG,etal.Numericalinvestigationontheinfluenceofabsorptivityonradiationheattransferincrackingfurnaces[J].AppliedThermalEngineering,2019,151:1149-1158.[2]ZhaoH,ChenM,ChenT,etal.Anumericalstudyofthefurnaceconvergenceangleeffectonradiantheattransferinsteamcrackingfurnaces[J].AppliedThermalEngineering,2016,97:947-959.[3]SakanishiK,KanzakaT,SuzukiT,etal.Numericalpredictionofflowthroughradiantsectionsofsteamcrackingfurnacesbasedonthevolumeoffluid(VOF)method[J].ChemicalEngineeringResearchandDesign,2012,90(11):1864-1872.[4]YuX,MuY,LiW,etal.NumericalsimulationandexperimentalstudyonthegasflowandheattransferinDow