為了解決W型輻射管溫度均勻性差和NOx排放過高的問題，提出了一種新型的帶煙氣循環(huán)的W型輻射管，建立了該輻射管的數(shù)學(xué)模型，并采用數(shù)值計算的方法進行了模擬研究。在驗證模型可靠性的基礎(chǔ)上，比較了帶煙氣循環(huán)的W型輻射管和傳統(tǒng)W型輻射管的流場、溫度場和NOx排放。結(jié)果表明，帶煙氣循環(huán)的W型輻射管氣體平均流速是傳統(tǒng)W型輻射管氣體流速的3倍，百分之57.6的煙氣參與再循環(huán)；帶煙氣循環(huán)的W型輻射管氣體燃燒溫度為2260K，比W型輻射管低192K；帶煙氣循環(huán)的W型輻射管壁面溫差為166K，比傳統(tǒng)W型輻射管小76K；帶煙氣循環(huán)的W型輻射管NOx排放量為9.9×10-5，而W型輻射管NOx排放量為7.98×10-4。外直管的外套與管套相連，兩個管套的外套與支架相連。支架兩側(cè)設(shè)有陶瓷纖維毯，支架上固定有煙管。煙管延伸到一個內(nèi)直管的內(nèi)部設(shè)置，另一端設(shè)置陶瓷纖維毯。本實用新型提供的W型輻射管結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。外直管、內(nèi)直管和彎管組合連接，便于拆卸和維護。支架兩側(cè)設(shè)有陶瓷纖維毯，可提高支架的耐高溫性，防止管口連接處變形。煙管延伸到一個內(nèi)直管的內(nèi)部設(shè)置，可排放煙氣，提高輻射效率。

      煙氣回流W型輻射管熱過程數(shù)值模擬，基于商業(yè)軟件FLUENT，采用RNGK-δ模型和非預(yù)混燃燒模型，建立了煙氣回流W型輻射管燃燒器的燃燒和傳熱三維數(shù)學(xué)模型，模擬輻射管的湍流和燃燒狀態(tài)，獲得出口NOx排放的計算結(jié)果；通過與相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)進行比較，驗證了該模型的可靠性。分析了輻射管內(nèi)流體流動、傳熱和燃燒的特點，研究了氣體流量和空氣預(yù)熱溫度對輻射管使用性能的影響；結(jié)果表明，氣體流量的增加會增加輻射管壁溫度的不均勻性，而預(yù)熱溫度則相反；兩者與輻射管的加熱 能力呈正相關(guān)，但都會增加出口煙氣中的NOx含量。