600MW循环流化床锅炉水冷壁设置防磨梁后炉内气固流场的数值研究

针对600MW裤衩腿循环流化床锅炉水冷壁壁面上设置与不设置多阶式防磨梁情况,采用数值模拟方法研究了防磨梁对炉内颗粒平均质量浓度和颗粒轴向速度、壁面区域颗粒浓度和轴向速度分布的影响,并综合分析了颗粒流对壁面磨损的影响.结果表明:防磨梁的存在削弱了炉膛颗粒轴向速度呈"M"型分布的趋势;水冷壁壁面设置防磨梁后,稀相区下部区域颗粒平均质量浓度略有减小,上部区域略有增大;防磨梁破坏了高质量浓度贴壁颗粒下降流,使得回流区厚度和颗粒下降速度减小,且越靠近壁面,这种影响越明显;2层防磨梁之间特别是防磨梁向炉内凸起的高度范围内,贴壁回流颗粒的质量浓度和下降速度增加速度均比无防磨梁时大;加装防磨梁后,贴壁颗粒流对壁面的磨损量总体上有所减小,但防磨梁附近壁面区域的磨损量相对较大.

流化床烟气脱硫反应器内气固流场数值模拟与分析

为了更好地了解烟气脱硫塔内气固流场的分布规律,以Fluent软件为计算平台,采用双流体模型对脱硫塔内气固流动进行数值模拟研究,得到了塔体内气体和颗粒相的速度以及浓度场分布。研究发现在喉口区域形成低速流动区,且沿塔体高度低速流动区逐渐减小。与单侧进气方式相比,采用双侧进口布置,可以减轻气流对低速流动区域的影响,改善塔体内气固两相流场分布。

锯齿形浓股出口结构下浓淡燃烧器出口区域的气固流场

应用颗粒动态分析仪测定了富集型煤粉燃烧器浓股出口加置锯齿型稳燃器前后的三维湍流速度场．试验结果表明,加置锯齿型稳燃器后,浓股气流在喷口附近的出口速度在三维方向上皆呈明显的波浪形分布,平均速度和脉动速度都有所增大,轴向平均速度衰减迅速,轴向脉动速度衰减延迟,水平径向和垂直径向的脉动明显增强．试验说明,锯齿型出口结构改善了喷口附近的气固流场,增大煤粉颗粒的局部空间浓度,增强气固混合,可以提高燃烧器着火稳燃和低NOx排放控制性能．

循环流化床脱硫器提升管内气固两相流场特性

循环流化床烟气脱硫技术是近年来国内外正在研究开发的一种先进技术。研究流化床提升管内气固流场分布情况对设计和优化循环流化床脱硫器有重要意义。以循环流化床脱硫器为研究对象,对特定进口装置下的提升管内气固两相流场特性进行了实验研究,以期为循环流化床内气固两相传质、传热的进一步研究及循环流化床脱硫器的工程设计提供参考。

410t/h循环流化床锅炉防磨梁对边壁气固流场影响的数值研究

对410 t/h循环流化床(CFB)锅炉加设多阶防磨梁前、后炉内气固流场分布规律进行数值模拟,研究了加设防磨梁后对炉膛内固相平均浓度、边壁区域固相浓度和轴向速度分布的影响。结果表明:炉内加设防磨梁后,炉膛密相区颗粒平均质量浓度有所下降,而稀相区略有增大;无防磨梁时,四周边壁颗粒浓度分布较为均匀;加设防磨梁明显破坏了边壁颗粒下降流的连续性,且四周边壁颗粒浓度分布规律存在较大差异;2层防磨梁之间边壁下降流颗粒浓度的增加速度远远大于无防磨梁时此区间的增加速度,且最下层防磨梁区间与其他防磨梁区间颗粒浓度分布存在较大差异;无防磨梁时,炉膛后墙颗粒浓度分布与其他边壁存在较大差异;加设防磨梁后,只在后墙出口区域存在明显差异;加设防磨梁后,边壁区域颗粒下降流总体速度随床高降低而减小,与无防磨梁时趋势相反,能明显减轻炉膛中下部磨损较为严重区域的壁面磨损。

小开度节流阀三相流场特征数值分析

在前人研究的两相流场特征数值分析的基础上,对小开度下节流阀的气-液-固三相流场特征及空化流动进行了数值分析。结果表明:流体在流经节流口时,流速迅速增大,压力迅速降低,直至达到液体的饱和蒸汽压以下,便形成空化。在相同开度情况下,开度小于1时,三相流旋涡区面积的整体上小于两相流旋涡区面积,当开度大于1时,三相流旋涡区面积的整体上大于两相流旋涡区面积。并且在两相情况下,压力对开度的变化更为敏感,随着开度的减小,压力区向节流口处萎缩较快,而三相流反应更为迟缓一些。在相同的工作条件下,开度越大,空化气蚀现象就越难以形成。研究成果可以为节流阀的后续优化设计以及现场应用提供技术指导。

脱硫吸收塔深度除尘机理研究

本文研究了石灰石-石膏湿法脱硫塔内气液固三相介质流场中亚微米级和微米级颗粒物的深度除尘机理。采用欧拉-离散相模型模拟单液滴对颗粒物的捕集过程,分析不同粒径颗粒在脱硫塔内的分布和捕集情况。针对亚微米级颗粒,研究结果显示,脱硫塔内的主导捕集机制为热泳捕集,而惯性捕集、拦截捕集作用相对较弱;增加气液两相温差有助于提高脱硫塔对亚微米级颗粒的脱除效率。对于微米级颗粒,惯性捕集成为最主要的机制,其捕集效率受到气液相对速度和液滴体积分数的影响。增大气液相对速度和液滴体积分数可以提高脱硫塔对微米级颗粒物的脱除效率。

中密度纤维板平面立式铣削排屑特征的数值模拟与试验验证

立式铣削切屑颗粒细小质轻且排屑不规则,常因吸尘罩的结构与安装不合理,这类机床周边的作业环境粉尘污染严重。优化吸尘罩的设计是改善作业环境的重要途径,掌握排屑特征是吸尘罩优化设计的基础和依据。笔者根据立式铣削常见的基材对象和高转速等加工特点,运用计算流体力学FLUENT仿真软件,模拟研究了铣刀环形气流场,采用非结构化和局部加密的网格处理方法,使用欧拉-拉格朗日计算模型,模拟排屑气固流场,研究了排屑方向与速度、颗粒分布与速度等特征参数。研究表明,铣刀转速在10000~24000 r/min时,铣刀环形流场切向最大的速度为6.93~15.72 m/s,并与其半径的增大呈指数关系降低。排屑显现了主排屑区和次排屑区两个区域,主排屑区是以切削区为顶点的椭圆状锥体,切屑在水平锥角为83°~86°、垂直锥角为20°~22°范围呈辐射状抛射。主排屑区排屑由密集流和稀疏流两部分构成,密集流和稀疏流中颗粒的初始速度分别在7.57~17.85和3.34~8.22 m/s范围,与铣刀转速呈正相关函数关系,密集流和稀疏流中颗粒速度随喷射距离的增加呈线性降低,在距切削区10倍铣刀直径处密集流和稀疏流的颗粒分别在1.14~6.63和0.75~1.40 m/s范围。次排屑区内为细小的颗粒,随铣刀旋转以1~5 m/s的速度向四周散发。试验表明,排屑方向、颗粒分布等特征与模拟相吻合,密集流和稀疏流的颗粒初始速度及10倍铣刀直径处速度的实测与模拟误差为3.1%~7.1%。

两种不同蜗壳结构C1旋风筒性能差异的数值模拟研究

针对两种不同蜗壳结构的C1旋风筒建立模型,进行了数值模拟,其中气相采用RSM雷诺应力模型,颗粒相采用DPM离散相模型,模拟结果符合实际工况。针对两种旋风筒的结构差异,对其速度场、压力场以及各截面湍流强度进行了对比分析。结果表明:两种结构旋风筒的气固分离效率变化不大;压降有300 Pa左右的差别,其中270°切的蜗壳相较于180°切湍流强度更小,阻力损失也更小;换热管道与旋风筒蜗壳入口的连接形式以及入口形状对流场的稳定性影响较大,其中五边形进口比四边形进口的流场分布更为合理,阻力损失也更小,相对来说,系统运行的能耗将更低。