基于動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)及浸潤(rùn)邊界法的飛灰沉積數(shù)值模擬研究.pdf

1、鍋爐的尾部煙道和水平煙道受熱面上的飛灰沉積現(xiàn)象十分普遍。國(guó)內(nèi)外利用數(shù)值模擬方法對(duì)鍋爐內(nèi)飛灰沉積的研究由來已久。隨著對(duì)飛灰輸運(yùn)、碰撞以及沉積等相關(guān)機(jī)理的深入研究，數(shù)值模型和算法的不斷改進(jìn)，飛灰沉積數(shù)值模擬研究目前進(jìn)入到了比較成熟的階段。
　　早期的研究主要借助自編程代碼作為研究手段，隨著商業(yè)數(shù)值軟件如Fluent、CFX等的出現(xiàn)，大量研究人員開始使用方便快捷的模塊化操作對(duì)沉積現(xiàn)象進(jìn)行研究并獲得了一些成果。商業(yè)軟件在物理建模，控制方求

2、解，兩相耦合，顆粒輸運(yùn)等方面給予用戶極大的方便和一定程度的選擇，但是，在某些特殊情況下由于功能的限制并不能完全滿足用戶的要求，自編程代碼求解飛灰沉積問題仍然有著不可替代的作用。
　　本文首先對(duì)飛灰沉積數(shù)值模擬研究方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要的回顧和總結(jié)，最后分析發(fā)現(xiàn)，在沉積機(jī)理過程以及沉積判定等方面，研究?jī)?nèi)容較為豐富，沉積過程主要涉及輸運(yùn)、黏附、慣性碰撞等，而沉積判定主要有速度模型，粘度模型和力準(zhǔn)則模型三種判定準(zhǔn)則。研究方式主要以自編程代碼完成

3、，也有使用商用軟件Fluent編寫UDF代碼完成飛灰沉積判定過程。
　　本文主要通過兩種方式對(duì)飛灰沉積過程進(jìn)行了研究，分別是：Fluent軟件借助UDF代碼，利用動(dòng)網(wǎng)格模塊實(shí)現(xiàn)飛灰沉積過程模擬；利用C++自編程代碼，離散分步方程，借助IBM浸潤(rùn)邊界法對(duì)飛灰沉積過程進(jìn)行模擬。利用兩種方式得出數(shù)值計(jì)算結(jié)果之后，與沉降爐所得內(nèi)蒙古通遼褐煤灰試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比比較。
　　試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著二次風(fēng)流速的增加，圓形探針上飛灰沉積高度逐漸

4、增加；更改探針直徑后，沉積高度變化不大，各個(gè)時(shí)刻下小直徑探針上沉積高度略高于大直徑探針上的沉積高度。兩種數(shù)值模擬方式所得結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，在沉積高度方面，動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)所得數(shù)值結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果貼合更好，而IBM浸潤(rùn)邊界法在前期的沉積趨勢(shì)不明顯，增長(zhǎng)緩慢，后期的增長(zhǎng)逐漸開始與試驗(yàn)結(jié)果吻合；在沉積層形貌方面，動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)的沉積層更顯光滑，但是形貌的邊界呈窄尖狀，與試驗(yàn)結(jié)果不符，IBM浸潤(rùn)邊界法所得的沉積層形貌略顯粗糙。
　　動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)