聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器流場(chǎng)分析前處理及求解階段的研究概述

摘" " " 要：首先通過(guò)運(yùn)用AUTOCAD、ANSYS等軟件，分別對(duì)聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器進(jìn)行了二維工程圖的建立、三維模型的建立以及網(wǎng)格劃分。最后在數(shù)學(xué)模型的建立與邊界條件的設(shè)定后，我們通過(guò)運(yùn)用流體力學(xué)軟件對(duì)三維模型進(jìn)行求解計(jì)算。

關(guān)" 鍵" 詞：聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器；三維建模；網(wǎng)格劃分；數(shù)學(xué)模型；流場(chǎng)分析

中圖分類號(hào)：TH49" " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " "文章編號(hào)： 1004-0935（2023）05-0725-07

1" 三維建模與網(wǎng)格劃分

1.1" 三維建模

本文所研究的工業(yè)規(guī)模聚丙烯八腿環(huán)管反應(yīng)器為天華院于2020年完成制造，單臺(tái)反應(yīng)器要求年產(chǎn)量為60萬(wàn)t，使用壽命為20年，反應(yīng)器內(nèi)筒體材質(zhì)為SA-671 Class22 CC70。主要計(jì)算參數(shù)見表1所示。

本文根據(jù)AUTOCAD軟件中對(duì)聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器設(shè)計(jì)的二維工程圖（見圖1（a）左圖所示），并基于三維軟件對(duì)環(huán)管反應(yīng)器進(jìn)行三維建模，建立的三維裝配圖（見圖1（a）右圖）可以直觀清晰的表明反應(yīng)器整體的結(jié)構(gòu)，建立的三維流體域（見圖1（b）所示）作為本文所研究?jī)?nèi)容的邊界范圍。

由于聚丙烯八腿環(huán)管反應(yīng)器，是由左右鏡像對(duì)稱的兩個(gè)四腿環(huán)管反應(yīng)器組成（即R-201/202），并且對(duì)R-201、R-202進(jìn)行流場(chǎng)特性研究時(shí)會(huì)得到相同的結(jié)果，因此僅選取R-201為研究對(duì)象，并建立三維流體域，通過(guò)對(duì)R-201的研究與分析得到環(huán)管反應(yīng)器整體的結(jié)論。

三維流體域的主要結(jié)構(gòu)由四根直管段、兩個(gè)180°彎頭、一個(gè)L形彎頭（由一個(gè)90°彎頭與一個(gè)連接段組成）以及一個(gè)U形彎頭（由兩個(gè)90°彎頭與一個(gè)連接段組成）組成。為了能夠更準(zhǔn)確且更直觀的得到反應(yīng)器的三維模型，并通過(guò)使用流體力學(xué)軟件對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行流場(chǎng)特性研究，決定對(duì)反應(yīng)器采用1∶1比例進(jìn)行三維建模。……