乙烯裂解炉作为高能耗的设备,是热裂解制乙烯过程的核心装置,而裂解炉炉管内的流体流动、裂解反应、炉管壁面的辐射传热和对流传热直接影响乙烯的收率和选择性。因此,研究乙烯裂解炉炉管的强化传热对于提高能量利用率和乙烯收率有着一定的意义。本文基于计算流体力学的方法,以KTI公司的GK-V型乙烯裂解炉为研究对象,用Gambit软件建立三维几何模型并加密处理网格,用Fluent商业软件对其进行耦合数值模拟。主要内容如下：1、考虑到炉管内流体的流动对传热的影响,在炉管内的不同位置分别加入2组、3组、4组扭曲片,研究扭曲片对传热的影响。由于扭曲片的特殊结构,用尺寸方程(size-function)来加密近壁区域网格,以提高壁面附近边界层内的分辨率。研究表明：加入扭曲片以后,管内流体的流型改变,边界层减薄,强化了传热,且在压力损失适当增加的前提下,4组扭曲片的强化传热效果最明显。2、研究管内插入扭曲片的强化传热对热通量、外壁面温度和乙烯丙烯收率的影响。研究表明：加入扭曲片以后,炉管壁面热通量增大,外壁面温度降低,乙烯收率提高,丙烯收率有所降低,乙烯丙烯的总体收率增加。特别是加入4组扭曲片时,与光滑圆管相比,乙烯收率明显提高,约为8.9%；丙烯收率曲线在出口处下降得较为明显,说明二次反应明显。3、研究扭曲片的强化传热对炉膛内流场的影响。结果表明：强化传热对炉膛内的烟气流动影响不大,由于强化了传热,炉膛的热效率提高了3.0%。