急冷塔设计思路与应用实例

系统阐述了急冷塔的一般设计思路,首先从烟气物性出发根据热量平衡计算出用水量,再通过液滴停留时间确定出液滴粒径范围。利用压缩空气流速降低到液滴自由沉降速度这一设计思路,来确定雾化锥大端直径。在确定塔体直径D和高度H时,应综合考虑合理的烟气流速以及满足最小的塔壁表面积。     

直流电弧等离子炬温度场-电场分布特性数值模拟

直流电弧等离子体是近年来放射性固废处理领域的重点开发技术。本文以直流非转移弧等离子炬为对象,基于Fluent软件UDF与UDS的二次开发功能,将数值模拟过程与工质气的物性参数、控制方程组源项变化以及电极电流分布进行动态链接,建立了二维轴对称的磁流体动力学(MHD)计算模型;通过求解流体力学控制方程组与麦克斯韦方程组,并采用合理的边界条件,得到了等离子炬内的温度场、速度场以及电流电势分布规律。结果显示,阴极附近电位降显著,电流密度分布集中;层流条件下弧柱区温度分布均匀,中心温度为全流域最高,区域边缘温度梯度较大;阳极附近存在电流密集分布区域,可作为弧根位置预测依据。研究工作同时为等离子炬电极寿命-射流热效率的耦合分析计算奠定了方法基础。     

直流电弧等离子炬温度场-电场分布特性数值模拟

由于热等离子体技术能源利用率高、工艺清洁且效果良好,在固体废弃物焚烧处理中已成为热点开发技术,其中,直流电弧等离子体是近年来放射性固废处理领域的重点研究技术。工业用等离子炬作为实现这一技术的核心装置,其内部温度极高、温度场与电磁场耦合,且实验测试困难,因此发生装置的开发和优化设计必须借助数值模拟手段。以直流非转移弧等离子炬为对象,基于Fluent软件用户自定义函数(user-defined function,UDF)与用户自定义标量(user-defined scalar,UDS)的二次开发功能,通过分析热等离子体的热力学特性,将数值模拟过程与工质气的物性参数(热力学系数、输运系数)、控制方程组源项变化及电极电流分布进行动态链接,建立了2维轴对称的磁流体动力学(magnetohydrodynamics,MHD)计算模型;并采用合理的边界条件,通过求解流体力学控制方程组与麦克斯韦方程组,得到了等离子炬内特征物理参数的分布规律。结果显示:阴极附近电位降显著,电流密度分布集中;层流条件下弧柱区温度分布均匀,中心温度为全流域最高,区域边缘温度梯度较大;阳极附近存在电流密集分布区域,可作为弧根位置预测依据。针对电弧在电极表面的附着现象,后续可继续进行电极–等离子体的耦合模型计算,以得到设备内壁面更加准确的温度分布。     

气液两相并流向下通过筛板孔口单元的压降特性

针对堆叠筛板填料的基本单元，采用12种不同规格的孔板，研究了气液两相并流向下通过孔口的压降特性，阐明了气液流量、孔板结构对压降的影响规律。结果表明：压降随气液流量的增加而增大；随孔径的增大而减小；在筛板常用厚度范围内，孔口锐缘效应使得压降随板厚减小而增大。根据孔口压降行为不同，以气相雷诺数Re_G=5000分界，建立了单一气相向下通过孔口的压降预测关联式；然后利用气相折算因子对关联式进行修正，得到了Re_G>5000时气液并流向下通过孔口的压降预测关联式；当Re_G<5000时，通过直接对单一气相阻力系数进行修正，得到了相应气相雷诺数范围内的气液两相压降预测关联式。