LUENT软件在石油化工设备中的应用

石大留恋

摘要：n朋ENT软件的主要特点，将其特点运用在具体的石油化工设备上。对加热妒、静态混合器、换热器模拟后能获得完整的数
据，能将计算情况在计算机屏幕上形象地再现。通过模拟能真实反映石油化工设备内部的复杂流动，模拟结果为设计、操作人员提
供设计及改进理论依据。把FLUENT软件用于更多的炼化车间进行分析模拟．更好的改善石油化工设备运行的安全性和可靠性。
关键词：石油化工；旋风分离器；FLUENT；静态混合器
中图号：TH432．1 文献标识码：A 文章编号：1673—5285(2008)02—0077_03
从上世纪90年代FLuENT作为流动传热分析软
件，被各个行业所了解，并应用与石油化工、航空航天、
汽车工业等领域。对设计、生产有了显著的指导效果，
为产品的优化提供了可靠的依据，同时也节省了大量
的人力和物力，缩短了实验室研究时间。目前利用
FLUENT软件分析石油化工设备，进行操作过程的优
化及改善石油化工设备的安全性和可靠性正处于新研
究领域。
在炼化工厂各种气相、液相流体会流过许多操作
单元，通过分析流场，单元的流动情况能通过FLuENT
模拟结果可视化表示出来，工程技术人员就能确定问
题出现的原因并提出解决问题的方案。在一个炼化工
厂里有成百个炼厂操作单元可供模拟分析，主要的炼
化过程(催化裂化、烃化、加氢裂解、重整等)用
FLuENT进行了模拟现已受益，改善了装置的可靠性，
扩大了操纵条件。本文介绍FLuENT软件的主要特点，
及相关特点在石油化工设备上的模拟分析。
1 FLUENT软件的特点及用途
FLuENT是用于计算复杂几何条件下流动和传热
问题的程序。它提供的无结构网格生成程序，把计算相
对复杂的几何结构问题变得容易和轻松。可以生成的
网格包括二维的三角形和四边形网格；三维的四面体、
六面体及混合网格。并且，可以根据计算结果调整网
格。这种网格的自适应能力对于精确求解有较大梯度
的流场如自由剪切流和边界层问题有很实际的作用。
同时，网格自适应和调整只是在需要加密的流动区域
里实施，而非整个流动场，因此可以节约计算时间。
其用途有：采用三角形、四边形、四面体、六面体及
其混合网格计算二维和三维流动问题。计算过程中，网
格可以自适应；可压缩与不可压缩流动问题；稳态和瞬
态流动问题；无粘流，层流及湍流问题；牛顿流体及非
牛顿流体；对流换热问题(包括自然对流和混合对流)；
导热与对流换热耦合问题；辐射换热；惯性坐标系和非
惯性坐标系下的流动问题模拟；多运动坐标系下的流
动问题；化学组分混合与反应；可以处理热量、质量、动
量和化学组分的源项；用Lagrangian轨道模型模拟稀
疏相(颗粒，水滴，气泡等)；多孔介质流动；一维风扇、
热交换器性能计算；两相流问题；复杂表面形状下的自
由面流动【l】。
2 FLUENT软件用于分析化工设备
在化工生产工艺过程中，所使用的化工设备，流
量、温度、压强，是最常用的衡量设备标准。对设备的模
拟分析，主要是针对这些量。分析化工设备如换热器主
要分析其对流换热问题，泵、压缩机的叶片上气体流