氣固兩相流及氮氧化物控制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、氣固兩相流動(dòng)和污染物控制是鍋爐研究中的重點(diǎn)，氣固兩相流動(dòng)關(guān)系到鍋爐的煤粉輸送和燃燒器出口的顆粒分布特性從而影響鍋爐的燃燒效率，污染物控制關(guān)系到環(huán)境污染，是電站鍋爐等高污染企業(yè)的工作重點(diǎn)。本文對(duì)氣固兩相流和污染物控制進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)值模擬研究。
　　利用格子波爾茲曼(LBM)的方法，對(duì)圓柱擾流和直流射流的氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行模擬，分析渦結(jié)構(gòu)和不同大小顆粒在不同Re數(shù)流動(dòng)中的分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)雷諾數(shù)小于50的圓柱擾流流動(dòng)為層流，當(dāng)雷諾數(shù)大于

2、50后層流向湍流轉(zhuǎn)變。雷諾數(shù)越高，渦的形成和脫落頻率越高，并且越快到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。雷諾數(shù)為4500的直流射流的渦結(jié)構(gòu)，由開(kāi)始的對(duì)稱模式向不對(duì)稱分布發(fā)展。在x/d=4的地方首先出現(xiàn)不對(duì)稱渦結(jié)構(gòu)分布并進(jìn)行渦的形成和脫落。不同st數(shù)的顆粒在流場(chǎng)中的分布規(guī)律不同。
　　利用DEM-CFD耦合方法計(jì)算了濃淡燃燒器內(nèi)的顆粒分布規(guī)律，濃淡燃燒器內(nèi)的氣固流動(dòng)對(duì)燃燒的NOx控制有著重要的影響。顆粒St數(shù)對(duì)顆粒在流場(chǎng)中的分布有很大的影響。小顆粒(St=

3、0.01)具有很好的跟隨性，能夠分布到渦結(jié)構(gòu)的核心區(qū)域；大顆粒(St=10)主要集中在渦結(jié)構(gòu)以外的區(qū)域；中等大小St數(shù)的顆粒(St=0.1 and1)則主要分布在渦結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域，它們的橫向擴(kuò)散能力最好，停留在流場(chǎng)中的顆粒數(shù)最多。濃淡燃燒器擋板高度為60mm時(shí)顆粒分離效率最好，顆粒碰撞頻率最大。數(shù)值模擬研究濃淡燃燒器的分離效率，需要考慮顆粒之間的碰撞，考慮碰撞后得到的結(jié)果與與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加接近，不考慮碰撞會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的濃淡側(cè)顆粒濃度比例偏高