高壓密相氣力輸送試驗及其氣相可壓縮的數(shù)值模擬研究.pdf

1、大規(guī)模高效煤氣化技術是潔凈煤發(fā)電技術的重要領域，其中高壓密相氣力輸送是煤氣化技術的難點之一。本文從試驗及數(shù)值模擬兩方面著手，對水平管內氣固兩相流流動特性進行了研究，并探索了氮氣壓縮性對水平管流動特性的影響。
　　在輸送試驗中，研究了罐體壓差、流化風、補充風、煤粉含水率等參數(shù)對輸送特性的影響。隨總輸送壓差增大，煤粉質量流量、表觀氣速增大;固氣比隨壓差的增大先增大后減小;補充風的增大導致煤粉質量流量、固氣比減小，表觀氣速增大。煤粉含水

2、率較高時，隨表觀氣速的增大，固氣比先增大后減小;煤粉含水率較低時，表觀氣速對固氣比影響不大，且流化風增大時，表觀氣速、煤粉質量流量先減小后增大;煤粉含水率較高時則表觀氣速、煤粉質量流量增加。研究發(fā)現(xiàn)試驗煤種輸送臨界含水率為16.20wt％-16.63wt％之間。
　　數(shù)值模擬研究中，忽略氮氣壓縮性時，模擬結果表明:顆粒摩擦對水平管內氣固兩相流動的影響至關重要，對垂直管影響不大;修正后摩擦模型計算獲得的管底顆粒濃度與ECT結果吻合較

3、好。鏡面反射因子對截面煤粉濃度分布影響有較大差異性，但無規(guī)律性;對于水平管，φ'減小，單位壓降減小，水平管中心區(qū)域固相速度增大，管道項部煤粉湍動能減小。φ'對垂直管壓降的影響規(guī)律性不明顯。
　　流體可壓縮性對湍流的影響不能忽略。考慮氮氣壓縮性時，管道中心區(qū)域兩相速度脈動較大，導致固相速度相對較大，水平管上部稀相區(qū)顆粒湍動能迅速上升，且計算壓降結果精度提高了5.82％。ess越大，底部沉積的固相濃度越小，單位壓損越小，穩(wěn)定階段煤粉速