余热锅炉汽包内波形板分离器性能试验研究

针对余热锅炉汽包内常用的无钩、单钩和双钩3种波形板分离器,改变入口风速时对其总分离效率、单级分离效率、入口液滴粒径、出口液滴粒径和阻力系数进行冷态试验研究.结果表明:双钩波形板分离器的总分离效率最高;3种波形板分离器的临界破膜速度分别约为2m/s、5m/s和7m/s;无钩和双钩波形板分离器前3级的单级分离效率远高于后3级;随着入口风速的增大,单钩波形板分离器后3级单级分离效率的上升幅度较大,尤其是第6级单级分离效率的上升幅度最为明显;3种波形板分离器出口液滴粒径均在达到临界破膜速度时迅速增大;单钩波形板分离器的阻力系数远大于无钩和双钩波形板分离器;综合考虑,双钩波形板分离器的性能最优.     

射流预冷对高空高马赫数下压气机性能影响的数值研究

为研究射流液滴与空气双向耦合流动对压气机内部流场及其工作性能的影响,以NASA Stage35为模型,基于相似理论得到高空高马赫数下相似流场和压气机进出口条件,并对多工况下不同喷水量和液滴粒径下的射流冷却湿压缩过程进行分析。研究表明:射流预冷技术可有效抑制压气机进气同比温升。液滴与空气双向耦合流动使得压气机内部流场发生变化,有效降低叶片载荷的同时使动叶内的激波后移。在空气质量流量的0～2%的射流范围内,随着喷雾粒径的增大,压气机压比先增大后减小;比耗功量随喷雾量的增多而减少。25 km高空3.5Ma工况下,5μm粒径且喷雾量为空气质量流量的2%时,液滴蒸发率超过50%,压气机出口温度下降约20%,实际比压缩耗功同比减少约12%,压气机等熵效率提升约8%。     

折流板除雾器内液滴运动和分离特性的数值研究

采用欧拉-拉格朗日方法,建立了湿法烟气脱硫系统折流板除雾器内气液两相流动模型。通过三维数值模拟,得到了不同进口气速和叶片间距下液滴的运动和捕集特性,分析了液滴间的碰撞作用、气流对液滴的破碎作用以及液滴与壁面间的相互作用对分离效率的影响规律。结果表明：进口气速和液滴粒径是影响分离效率的主要因素,小粒径液滴对气流的跟随性较强,大粒径液滴的运动主要由惯性主导;模拟中考虑液滴的碰撞作用时整体的除雾效率增大,气流对液滴的破碎作用对分离效率的影响甚微,考虑了液滴与壁面间相互作用的模型可更加准确地描述分离过程中出现的二次夹带现象。     

无节流器轴流旋风气液分离器性能研究

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算获得的阻力特性曲线与试验得到的阻力特性曲线基本重合,数值计算方法在获取旋风气液分离器阻力特性方面具有较高的精度;开槽尺寸对无节流器轴流旋风气液分离器的阻力特性影响不大,但对分离器的分离效率影响较大;在入口气流平均速度为3 m/s和4 m/s的条件下,当外壁开槽尺寸为30 mm时,分离器的平均分离效率最高,均在97.3%以上.     

惰性粒子流化床烟气脱硫的试验研究

对惰性粒子流化床的烟气脱硫过程进行了试验,分析和研究了Ca/S、入口SO2浓度、静止床高、惰性粒子粒径、近绝热饱和温度和床层温度对脱硫效率的影响.结果表明:近绝热饱和温度和Ca/S对脱硫效率影响较大,惰性粒子粒径和静止床高对脱硫效率也有一定影响;近绝热饱和温度越低、Ca/S越大、流化床床层温度越低、烟气表观速度越小、惰性粒子粒径越小以及静止床层越高,则烟气脱硫效率越高;当烟气入口SO2浓度小于7×10-4时,随着入口SO2浓度的增大,脱硫效率相应提高;当烟气入口SO2浓度增加到7×10-4以上时,随着入口SO2浓度的增大,脱硫效率反而降低;在基本试验工况下,惰性粒子流化床的烟气脱硫效率达到85%以上.     

湿法烟气脱硫中石膏旋流器底流夹细的试验研究

针对石膏旋流器运行时存在的底流夹细问题,对排口比分别为0.500、0.625、0.667、0.714、0.750、0.833和1.000时,石膏浆液中不同粒径颗粒的分级情况进行试验研究,分析不同排口比对底流夹细的影响,以及排口比为0.625时入口压强对细颗粒分级的影响和空气柱对分级效率的影响.结果表明:选取适当的排口比以及入口压力均能有效降低底流中细颗粒的比例,同时能够保证粗颗粒具有较高的分级效率;插入中心棒取消空气柱也能在一定程度上减轻底流夹细现象,但会引起中等粒径颗粒分级效率降低.     

卧式热交换式方形分离器分离性能的试验研究

对卧式热交换式方形分离器在不同风速和不同入口浓度下分离效率和阻力进行试验研究,并分析了运行工况分离性能。为了进行优化设计,对不同的结构方案进行了优化试验。结果表明,排气管直径和仲入长度分别为分离器特征尺寸的1／3和1／15的分离器具有高效、低阻等优点;对于粒径大于100μm的固体颗粒,其分离效率在90％以上,阻力小于1500Pa。     

方形分离器入口高宽比及直段高度对分离性能的影响

为了研究结构参数对方形分离器性能的影响,设计了15个不同入口高宽比(a/b)和直段高度(h)的入口带加速段的方形分离器,每一个分离器都具有相同的直段边长(D),入口高宽比的变化范围为3.8～10.6,直段高度的变化范围为1.8D～2.8D.在大型冷态试验台上相同的运行工况下,测试了它们的分离器效率及阻力.结果表明:随着入口高宽比的增大,分离效率先增大后减小,在a/b=8时分离效率最高;随着直段高度的增大,分离效率先减小后增大,在h=2.3D时效率最低.分离器阻力随着入口高宽比增大而增大,随着直段高度的减小而减小.二者优化值为a/b=8和h=1.8D,对应的分离器阻力为1.22 kPa.     

基于制取流体冰的液_液雾化液滴粒径分布研究

采用数理统计方法研究不同实验工况下雾化液滴的粒径分布规律,研究发现:在不同实验工况下,雾化液滴的粒径大小均呈现一定的分布形式,且随喷射流量的增大,粒径分布的中位径总体变化呈减小趋势;通过Pearson x2拟合优度检验,液滴粒径分布假设为Rosin-Rammler分布函数时,其显著性水平在所有实验工况内均达到0.01;基于RosinRammler分布密度函数计算出不同实验工况下4种粒径的质量分数,喷射流量为50 mL/min时液滴粒径集中在0.7 ～1.0mm之间.     

蜂窝式通风器中油滴运动与分离效率计算

为研究转速、空气流量、蜂窝孔长度、对边距及空气温度对蜂窝式轴心通风器油气分离性能的影响,建立了基于质点运动学的蜂窝孔内滑油颗粒运动方程,采用龙格-库塔法求解得到颗粒运动轨迹,结合蜂窝结构几何特点给出颗粒分离判据,在给定颗粒直径分布的条件下求得蜂窝孔的分离效率,分析了各项参数对蜂窝孔分离效率的影响,并给出了分离效率与各参数之间拟合关系式。结果表明：孔长和对边距一定时,分离效率随着转速提高和通风流量减小而增加;转速和流量一定时,增大蜂窝孔长度和减小对边距均使分离效率提高;降低空气温度使分离效率提高,但影响微弱。