燃煤可吸入颗粒物在驻波声场中动力学特性的研究

为研究可吸入颗粒物PM 2.5在声波场中的动力学特性, 利用可视化技术建立研究颗粒物动力学特性的实验装置。采用电厂飞灰作为颗粒源，利用高速CCD摄像机动态地显微拍摄颗粒在水平声场中的运动轨迹，并结合数值方法理论模拟颗粒的运动轨迹。结果显示颗粒在驻波场的波节点处不振动、不飘移；波腹处只振动、不飘移；其余各点处的颗粒既振动、也向波节方向漂移，并与竖直方向的运动叠加，形成在声场中的运动轨迹。颗粒振动频率与声波频率相同，但因颗粒存在惯性，振动速度幅值小于声波速度幅值，且相位滞后。动力学特性的结果显示：振动使得颗粒在单位时间内扫过的面积大大增加，有利于颗粒间的碰撞团聚；漂移特性有利于颗粒间的碰撞和气流中颗粒的分离。     

燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其形成机理的试验研究

采用低压撞击器(LPI)对某燃煤电厂的1台50MW和1台300MW燃煤锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样，研究可吸入颗粒物(PM10)的排放特性、元素分布特性以及形貌特征，并探讨其形成机理。研究表明，2台锅炉产生的PM10均呈双峰分布，其峰值分别在0.1mm和4mm左右；2台除尘器的除尘效率随着颗粒粒径的减小而降低，静电除尘器对小颗粒的脱除效率要明显优于文丘里水膜除尘器；PM10中元素的质量粒径也呈双峰分布，元素Mn、Cr、Cu、Zn在亚微米颗粒中有明显的富集趋势；亚微米颗粒可能是通过煤中矿物质的气化-凝结形成的，而超微米颗粒可能是通过煤焦和矿物质的破碎以及内部矿物质的聚合形成的。     

湍流气固两相流动数值模拟理论研究的最新进展

详细介绍了气固两相湍流流动数值模拟理论的发展及最新进展。     

排粉机内部气固两相流动特性研究

采用通用计算流体力学软件Fluent对某9-26型排粉机内部气固两相流在出口风速不均匀条件下进行了三维数值模拟.结果表明,排粉机出口固相浓度的不均匀性与相同条件下实际测量结果基本一致;排粉机本身的离心力以及蜗壳内气流的夹带导致固体颗粒向排粉机蜗壳的外侧面、后侧面聚集,该现象可以用于改善排粉机出口的颗粒分离.     

静电除尘器对CFB锅炉可吸入颗粒物排放特性的影响

电站燃煤的排放是大气环境中可吸入颗粒物(PM10)的主要来源之一,而静电除尘器是电站锅炉的主要除尘设备。对某循环流化床(CFB)锅炉所配置的静电除尘器前后可吸入颗粒物排放特性进行了研究,结果表明,相对整体除尘效率,静电除尘器对PM10去除效率较低,但仍可以有效去除粒径范围2~5μm的颗粒,而且可以对亚微米以上颗粒易气化元素、难熔性元素进行有效去除。     

引风机叶轮清灰的数值研究

利用数值模拟软件Fluent,以N-S方程和RNG к-ε模型为基础,采用拉格朗日颗粒轨道模型,对引风机内部流场和颗粒轨迹进行数值模拟,从而得到风机内颗粒的分布情况,进而提出气流吹扫的清灰方法,并用数值模拟验证其可行性,为叶轮清灰提供指导.     

六角燃烧器出口区域气固两相流场的研究

该文首次将PDA测量技术应用于六角切圆燃烧锅炉，对燃烧器出口区域气固两相流场进行了冷态试验研究，并采用κ-ε双方程湍流模型模拟空气动力场、颗粒随机轨道模型模拟颗粒的湍流扩散，数值模拟结果与试验研究结果吻合得很好，研究表明，适当地采用一、二次风同心双切圆能够有效地改善炉内的流场分布，从而抑制受热面结渣现象的发生。     

分汊河道水流运动特性研究

在边界拟合正交曲线坐标系下,运用同位网格模式和界面动量插值的条件建立了二维水流数学模型,采用天然河段的实测资料对模型进行了验证。运用该模型研究了长江中游弯曲型分汉河道分流区在不同流量情况下水流运动与挟沙力因子的变化规律,为研究三峡蓄水后对坝下游河道的影响提供了研究手段。     

冷凝除雾器分级除尘效率影响因素模拟研究

冷凝式除雾器协同除尘作用可进一步降低燃煤烟尘排放浓度.该文建立描述冷凝除雾器内三相运动的数学模型和计算方法,对除雾器协同除尘过程进行数值模拟,分析吸收塔入口烟气速度、相对温差、相对湿度及除雾器的换热面积影响对颗粒粒径增长和脱除的影响规律.结果表明:初始粒径小于2.05μm的颗粒以热泳捕集为主;初始粒径小于1.03μm的...     

等离子体射流在磁场作用下的特性模拟

磁流体发电是一种高效、低污染的发电技术。相对于其他发电方式，磁流体发电具有输出功率大、结构紧凑的优点，在高功率电源应用领域有不可替代的性能优势。文中提出采用非平衡等离子体射流的方式产生等离子体，进行磁流体发电的设想。通过数值模拟研究了等离子体射流在横向磁场作用下的特性，并通过试验对模型计算结果进行了验证。模拟研究说明横向磁场对等离子体射流有阻滞作用，在没有外电流回路的情况下，射流气体的动能转化为热，随外加磁场强度的增加，阻滞作用越强，速度减慢越明显；等离子体射流在磁场作用下电流密度主要集中在射流出口附近，并随着外加磁场强度增大而增大。     

轴向型粗粉分离器特性的数值模拟研究

采用Fluent软件对轴向型粗粉分离器内气—固两相流体进行了数值模拟研究,并讨论了在不同挡板开度,不同通风量工况下粗粉分离器的分离特性。结合现场实验结果表明:改造后的粗粉分离器的效率有了明显提高,制粉系统出力增加,分离器阻力大大降低,分离后的煤粉细度达到设定标准,很好的满足了锅炉炉膛燃烧的高效、稳定性要求。     

撞击流气化炉内气固两相流动与颗粒附壁沉积数值模拟

对多喷嘴对置式气化炉内复杂的气固两相流动与颗粒附壁沉积进行3D数值模拟。采用Realizable k-ε湍流模型计算炉内气相湍流流场,应用Euler-Lagrange模型模拟气固两相流动,颗粒轨迹跟踪采用随机轨道模型。根据液态排渣气化炉本身特点,描述炉壁熔渣流的形成过程,建立适用于液态排渣气化炉的颗粒附壁沉积模型,模拟结果与实验值吻合较好。模拟结果表明,数值模拟再现了撞击流气化炉内分区流动的情况;射流撞击使颗粒在气化炉内分布较为均匀,撞击中心和撞击流股区域浓度略高;颗粒在炉壁沉积基本覆盖整个气化炉,不存在局部积渣;当气化炉操作压力达到 4.0 MPa时,渣口气流夹带颗粒量有所提高,气流流速的增大而提高,颗粒停留时间缩短,影响碳转化率。     

高通量循环流化床上升管气固流动特性实验研究

以直径0.06 m、高5 m的高通量循环床提升管中气固两相流大量试验数据为基础,考察在高颗粒循环量和较高气体表观流速下,平均粒径为140 mm、密度为2 700 kg/m3的Geldart B 类颗粒气固流动特性。试验发现,截面平均颗粒浓度分布总体上为下浓上稀,并随操作气速的增大而减小,悬浮上升流动结构区域随着颗粒循环速率的增大而向上延伸。滑移因子、截面平均颗粒浓度与无量纲滑移速度之间存在显著相关性。此外,床层总压降和截面平均颗粒浓度随固气质量比的增加而增加,在上升管下部截面平均颗粒浓度受固气质量比的影响比上部大。     

新型浓淡分离型稳燃器内气固两相流动的数值模拟

利用对新型浓淡分离型稳燃器内的气固两相流动进行的数值模拟,得出了不同预热室长度时其空气动力特性的变化,对开发应用新型稳燃器具有一定的指导意义。     

脱硫塔气固两相流场优化的数值模拟研究

循环流化床脱硫塔是一种用于锅炉尾部烟气的干法脱硫技术。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,该文采用数值模拟的方法对多种方案进行比较,能够便利、深入地对塔内流场进行研究。并根据拟建的循环流化床脱硫塔实际结构和运行参数,通过数值模拟方法对塔内气固两相流场进行了模拟,发现和揭示了塔内流场所存在的不均匀性。为将塔内流场调节均匀,在所建立的数值模拟平台上对大量设想的调节方案进行了尝试、比较和筛选。最终结果表明,通过改变文丘里管直径、加装直导流板或弯曲导流板均可以将流场调节均匀,达到理想状态。     

竖直向上转水平90°弯曲圆管内煤粉浓缩特性研究

针对竖直向上转水平90弯曲圆管,通过气固两相流的模化,分析了影响分离比的因素,得到最大分离比的位置。对通过这种弯头来实现浓淡分离的燃烧器的优化设计有重要的指导意义。     

GS4366型磨煤机分离器性能的数值研究

针对在建的四川中电福溪发电有限公司600MW机组锅炉采用的GS4366型钢球磨煤机的分离器的性能,采用气固双相数值模拟计算的方法,得到了调节挡板开度为64°及90°时分离器内部的气粉流场及38°～90°时分离器对各种粒度煤粉的分离效果。结果表明:挡板开度在38°～64°时有分离效果。建议在此范围内增加调节点,使分离器总体上能满足制粉系统煤粉细度及均匀性要求。     

双套管浓相气力输送的数值模拟

双套管密相紊流输送技术已在电厂粉煤灰输送系统中得到了广泛应用。文章运用CFD(计算流体力学)软件数值模拟双套管内气固两相流动过程,探索其流动机理,为完善其实际应用提供理论依据。     

引风机内颗粒沉积的数值模拟

以重整化群k-ε 模型为基础,利用计算流体力学（computation fluid dynanics,CFD）对离心式引风机的内部流场进行数值模拟。采用拉格朗日颗粒轨道模型,得到固体颗粒在引风机内的运行轨迹;加入吹灰气流,通过数值模拟验证其减少颗粒沉积的可行性。     

采用颗粒团离散单元方法研究颗粒浓度的非均匀分布

气固两相流中尤其是稠密气固两相流中颗粒浓度在空间的分布总是非均匀，局部颗粒聚集。该文直接以颗粒团为研究对象，采用颗粒团离散单元方法(DEM)，建立非球形颗粒团的运动碰撞的模型与算法，基于真实碰撞，跟踪每个颗粒团的运动，模拟3种均匀或非均匀流场内的颗粒团运动经历。计算结果展现了颗粒浓度非均匀局部聚集的过程，揭示不同工况下流场中颗粒团的大小，颗粒分布及局部颗粒聚集的规律，结果表明在均匀流场中，颗粒均匀密集，非均匀流场中，颗粒浓度的非均匀性加剧。所得计算结果合理，与前人的模拟结果及实验结果相符。同时计算表明，采用颗粒团DEM模型能真实地揭示稠密气固两相流的特性，并使计算量有效减少。