新型旋流降膜式洗涤冷却环的开发与研究

洗涤冷却环是水煤浆气化炉的关键部件之一,洗涤冷却水通过洗涤冷却环的分布,在洗涤冷却管内壁形成液膜,使高温合成气体迅速冷却,针对目前工业应用中的洗涤冷却环存在的液膜分布不均、抗堵塞能力差等缺点,开发了新型旋流降膜式洗涤冷却环。用激光多普勒测速仪(DualPDA)研究了旋流降膜流动的速度及液膜厚度分布,得出降膜的轴径向速度与进水流量的均匀性及量值有关;液膜厚度在z=0.5 m处趋于稳定;并比较了新型洗涤冷却环和普通洗涤冷却环的液膜分布,证明新型洗涤冷却环液膜分布均匀,能有效解决工业中存在的洗涤冷却管干壁现象。

洗涤冷却环内液体冷态流动行为数值模拟

为了研究洗涤冷却环内冷却水流动的情况,借助计算流体力学软件Fluent建立了洗涤冷却环流体冷态流动的数学模型,同时为了验证模型的可靠性,对洗涤冷却环出口处的流动情况进行了实验研究,实验结果与模拟结果基本吻合。结果表明:因为洗涤冷却环的结构限制,其内部存在多处涡旋区域;内室入水口周向位置处的涡旋运动最为剧烈;受其影响,入水口周向位置的射流孔出口平均速度最小,两入水口之间周向位置的射流孔出口平均流速最大;槽缝出口的平均流速在周向上的分布与射流孔出口平均流速分布相同。