Este relatório descreve a análise térmica e o modelo de distribuição de fluxo de ar como parte de um pacote de aquecedor de ar produzido pela Zeeco. A primeira seção inclui detalhes do projeto da grade de distribuição de fluxo aplicada na entrada do aquecedor, localizada abaixo dos queimadores do duto. O projeto da grade foi baseado em uma análise CFD.
A segunda seção inclui uma análise realizada pelo site Zeeco para determinar a distribuição final da temperatura na saída do aquecedor. Isso foi feito usando um programa para realizar um balanço térmico com base no fluxo e na temperatura em cada elemento. Esses elementos são criados cortando-se o aquecedor em várias seções transversais em diferentes elevações e sobrepondo-se uma grade em cada seção.
Análise Térmica
O objetivo da análise térmica era determinar a distribuição final da temperatura em uma seção transversal localizada na saída do aquecedor de ar e a liberação controlada de calor (padrão de perfuração). Isto assegura que a variação de temperatura foi minimizada para atender à especificação. Os cálculos foram realizados dividindo cada seção transversal em elementos quadrados de 6 "x6" em um padrão de grade. Isto determinou as temperaturas realizadas para cada elemento em seções transversais a cada 6" em elevação acima dos queimadores, começando no nível de injeção de combustível. A perfuração fornecida foi usada para encontrar o calor liberado em cada célula. Os cálculos foram realizados até que uma variação satisfatória de temperatura fosse indicada ou até que o topo do aquecedor fosse alcançado. O processo de cálculo da temperatura incluía três iterações em cada seção transversal antes que as temperaturas finais fossem registradas.
Resultados
Após a análise térmica e os resultados do modelo de distribuição do fluxo de ar terem sido revistos, a distribuição da temperatura do aquecedor é suficientemente uniforme (menos de 1% de variação em relação à média) quando o aquecedor começa a se desgastar na saída. Este resultado é devido ao aumento da mistura de ar e do tempo para alcançar o equilíbrio.
Os seguintes gráficos levam as temperaturas ao longo de vários acordes paralelos à linha de simetria Norte-Sul em várias elevações. As elevações escolhidas estão todas a 12" de distância para que todos os gráficos utilizem a mesma fórmula para a 3ª Iteração. Z=264" é a elevação final mostrada, logo abaixo do ponto em que o aquecedor começa a se posicionar na saída.
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