入口面积可变式旋风分离器的性能

当旋风分离器的进气流量(Qin)小于设计流量时,分离效率会大幅降低。对此,笔者提出通过改变入口面积来保持或提高分离效率的解决方案。首先,以PV型旋风分离器为对象,通过冷态实验,对比了2种入口面积改变方式与分离效率的关系。结果表明,随着进气流量减小,入口面积减小可有效提高分离效率,且侧堵入口(BS型)的效果优于横堵入口(BT型)。流场模拟结果表明,与BT型旋风分离器相比,BS型旋风分离器的切向速度更大,径向速度峰值更小且更均匀,因此其分离效率更高。其次,设计了1种入口面积可变式(VIA型)旋风分离器,确定了入口面积调节方法,并测试了其分离性能。结果表明,当进气流量从最佳进气流量递减时,因其入口面积可随之变小,入口气速基本不变,而分离效率不降反升,并在实验范围(Q_(in)为2300~9700 m^(3)/h)内一直保持较高的水平。

出口-入口面积比对收缩扩张形孔气膜冷却特性影响的机理研究

本文选取Realizable kε-湍流模型和增强壁面函数,采用数值模拟研究了两种出口-入口面积比不同的收缩扩张形孔的气膜冷却机理。结果表明:出口-入口面积比AR变化对收缩扩张形孔气膜冷却的流场、温度场结构特点没有本质的影响,因此对冷却效率和换热系数的分布规律都没有明显影响;但AR变化对收缩扩张形孔的冷却效率和换热系数的数值影响较大:AR越大,气膜的湍流度越高,平均冷却效率越低;大AR孔形下游的流场速度相对同一动量比下的小AR孔形的流场速度较小,因此换热系数在上游较低,但在下游区域,对涡结构又增强了大AR孔形下游很大区域内的换热。

内锥型空心弹阻塞喉径面积比的仿真研究

为了研究内锥型空心弹喉径面积之比与阻塞现象发生的关系,给空心弹的设计优化提供参考,基于可压雷诺时均Navier-Stokes方程与Spalart-Allmaras湍流模型,对入口锥角为12°的某型空心弹丸的流场进行了数值模拟。在来流Ma=2.5的流场中,保证弹丸其他几何参数相同的情况下,喉径面积比为0.4时空心弹发生了阻塞现象,喉径面积比为0.8时未发生阻塞,表明喉径面积之比是影响空心弹发生阻塞的重要因素。为得到空心弹的阻塞临界喉径面积比,利用穷举法计算得到了不同喉径面积比的空心弹流场,结果发现:同一空心弹丸在不同Ma下的阻塞临界喉径面积比不同,Ma=2.0时,空心弹的阻塞临界喉径面积比为0.701;Ma=2.5时为0.504;Ma=3.0时为0.372;Ma=3.5时为0.287;Ma=4.0时为0.226,Ma与阻塞临界喉径面积比成反比例关系。同一空心弹丸在不同Ma下,阻力系数随喉径面积比变化的趋势相似,流场变化过程相似。阻塞前阻近似力系数随喉径面积比的减小几乎不变;阻塞时,阻力系数突跃性增大;阻塞后,阻力系数随喉径面积比的减小而增大。

立轴旋转调风装置在保障旋风筒分离效率上的应用实践

在水泥生产中,旋风筒是气固分离的主要设备之一。入口风速过低,会导致旋风筒分离效率偏低。在旋风筒入口处设置立轴可旋转调风板,通过改变入口截面通风面积,可维持入口风速在合理范围,即使风量发生变化,也能实现旋风筒分离效率可控。在生料粉磨系统旋风筒的使用中,立轴可旋转调风板的这一功能得到了验证,旋风筒出口含尘浓度降低约70%,收尘效率提高约10%,很好地解决了旋风筒在使用过程中伴随着风量变化其分离效率降低引起的循环风机叶片和壳体内腔的磨损问题。

有机固废热解气MILD燃烧的数值分析

热解气的MILD燃烧是有机固废高效转换利用的关键技术之一。与传统单组分气体相比,固废热解气组分复杂、热值低、燃烧稳定性差。为提高固废热解气的高效清洁利用,采用数值模拟的方法,研究了不同燃料、空气过剩系数和空气入口截面积对固废热解气燃烧特性的影响,以及MILD燃烧形成条件。研究结果表明:相比单一组分甲烷,固废热解气由于高氢气含量使燃烧过程超前,且峰值温度高,温度场分布不均匀;改变燃烧室进口的配风条件对燃烧过程具有明显的影响,随着过剩空气系数的减小,燃烧室内的峰值温度有所下降,整体温度水平上升,温度分布变得更为均匀,但同时高温区的范围也明显增大,导致出口处NO排放量增加;在较低的过剩空气系数下,空气入口截面积的减小可以降低燃烧室内的峰值温度,温度分布均匀性得到有效提高,出口处NO含量会降低到0.003%以下,从而实现固废热解气的MILD燃烧。