旋风筒中磷石膏颗粒浓度分布的数值模拟

采用FLUNT软件对旋风分离器气固两相流进行数值模拟,应用雷诺应力模型和欧拉-欧拉模型对冷态下磷石膏在旋风筒中的浓度分布进行了研究,模拟结果与实验结果对比,有较好的吻合,说明模拟结果有较好的预报精度。模拟分别考察了风速、固气比和排料口直径对分离效率和截面浓度分布影响。模拟结果表明:增大风速,对于分离效率和径向上浓度分布影响较小;固气比增大分离效率提高,且颗粒浓度增大;排料口直径对分离效率和截面2的浓度分布影响明显。优化操作条件为:旋风筒下料口直径为50 mm,风速17 m/s、固气比2.25 kg/m~3,此时分离效率达94.2%。     

高温高固气比条件下旋风预热器分级分离效率的研究

在温度分别为15℃、200℃、400℃、600℃、800℃,固气质量比分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5,风速分别为14 m/s、16 m/s、18 m/s、20 m/s、22 m/s、24 m/s的不同条件下,试验研究温度、固气比和风速对旋风预热器分级分离效率的影响,结果表明:物料颗粒直径dp≤1μm时,分级分离效率很高;临界粒径随着风速的提高而减小,随着固气比的增加而减小;临界粒径随着温度的升高逐渐增大,400~600℃时达到高点,随着温度的继续升高临界粒径反而变小.     

三系列悬浮预热系统热效率的理论研究

三系列预热系统是将三列自下而上并行的气流与自上而下逐级串行的料流结合为一体的新型预热器系统,该构成方式能够显著提高预热器单体内的固气质量比.对三系列悬浮预热系统,从质量和热量平衡的基础出发,建立了三系列五级预热系统的数学模型及热效率表达式.并利用matlab编程计算出了热效率的数值解,计算结果表明:固气比的增加,系统热效率出现峰值;一级旋风筒的分离效率对热效率的影响最为显著,其他各级旋风筒的影响相对有限.为三系列悬浮预热系统的研发提供基础理论依据.     

粉体预热器热效率的理论研究

由粉体颗粒(dp<150μ)与高温气流在换热管中的热交换是瞬间完成的基本事实出发,本文从理论上推出了单级和多级粉体预热器热效率及其它们最大值的解析式。指出粉体预热器的热效率与气固起始温度、固气比、各级预热单元的分离效率及气固相的物性参数等有关。应用上述解析式可得最佳设计和最优操作参数。理论研究表明:在尽可能的情况下,提高各级预热单元的分离效率、加大固气比,增加预热单元的级数是提高系统热效率的三大重要途径。     

预分解窑系统的数值模拟

对预分解窑系统,包括5级旋风预热器和分解炉的“气-固”两相流进行了数值模拟,气相采用基于各向异性的RSM湍流模型,颗粒相采用拉格朗日坐标系下的随机轨道模型．通过对结果的分析计算,得到了各级预热器单体的分离效率和颗粒在系统内的停留时间;并将计算结果与实际设计参数进行比较,表明该模拟研究能够对预分解系统实际情况进行模拟,可用来分析出旋风预热器和分解炉的性能和优缺点,针对缺点进行分析和优化．     

华润水泥公司某旋风预热器换热过程的数值模拟

针对华润水泥公司一条5 800 t/d生产线水泥预分解系统中的旋风预热器C1单体建立全尺寸几何模型,对旋风预热器内气、固两相传热过程进行了数值模拟。其中,气相湍流模型采用雷诺应力模型,气、固两相流采用Eulerian多相流模型。相关模拟结果从工业测试数据得到了验证,取得了实验数据和模拟数据之间的合理一致性。模拟结果表明：旋风筒的整体换热效率为91.2%,绝大部分气、固换热在换热管内完成,占总换热量的80.8%。换热管内气、料混合效果以及短路流现象是制约该旋风筒换热效率的主要因素。     

旋风预热器粗糙内壁对其性能的影响试验

就旋风预热器内壁表面存在的不平整现象,完成了一系列试验工作.通过试验找出不同的粗糙内壁对旋风预热器本身性能的影响关系.试验结果表明:对相同规格的旋风预热器,在其内壁采用合适粗糙度的表面突出物可以使阻力降低约20%～35%,而分离效率仅下降约2%～3%.同时,对旋风预热器壁粗糙度降阻机理进行了探讨.     

撒料装置对预热器换热管内压力损失影响的试验研究

根据气固两相流在预热器换热管内的运动规律,设计开发了三种不同结构参数的撒料装置.对装有三种撒料装置的预热器换热管内的压力损失进行了试验研究,结果表明:随着固气比Z的增大,换热管内压力损失均不断增大.在不同风速、不同固气比条件下,装载三种撒料装置都起到了分散粉体物料,减小换热管内压力损失的作用,2#撒料箱降低换热管压力损失的效果最显著,降阻幅度最大可达到30%;3#撒料箱的降阻幅度可达到20%;1#撒料箱最低,但仍可达到15%.随着固气比的增大,三种撒料装置降低压力损失的作用越明显.     

水泥回转窑旋风预热器系统的热态模拟分析

本文在考虑比热作为温度的函数下,研究了旋风预热器系统的热性能。建立了描述水泥预热煅烧系统的数学模型,并以此计算了各级旋风预热器的物料量和粉尘量,分析了它们对系统温度分布和热耗的影响。利用同一模型阐述了五级旋风预热器系统的优越性。     

旋风分离器内颗粒轨迹的数值模拟

采用数值模拟的方法研究旋风分离器内的颗粒运动:对单相流场采用湍流各向异性的雷诺应力模型,对气、固两相流场采用相间耦合的随机轨道模型;通过描述颗粒的运动轨迹,揭示了颗粒在旋风分离器中运动的物理机制.结果表明:颗粒的运动轨迹比较复杂,且带有很大的随机性;尤其是小粒径颗粒,受气流湍动影响显著,即使是粒径、入射位置相同,其运动轨迹也各不相同,最终的位置也不同;小粒径颗粒更容易受二次涡流影响,从而降低分离器的效率;另外,还模拟出了上灰环、排气管短路流及排尘口返混等影响分离效率的几种现象,为进一步研究旋风分离器的分离机理理论及实验研究打下基础.     

Comparison of temperature field distribution between cement preclinkering technology and cement precalcining technology

Through the comparison of calcination conditions between cement preclinkering technology and cement precalcining technology,we studied the characteristics of temperature field distribution of cement preclinkering technology systems including cyclone preheater,preclinkering furnace,and rotary kiln.We used numericalsimulation method to obtain data of temperature field distribution.Some results are found by system study.The ratio of tailcoalof cement preclinkering technology is about 70%,and raw mealtemperature can reach 1070 ℃.Shorter L/D kiln type of preclinkering technology can obtain more stable calcining zone temperature.The highest solid temperature of cement preclinkering technology is higher than 80 ℃,and high temperature region(1450 ℃)length is 2 times,which is beneficialfor calcining clinker and higher clinker quality.So cement preclinkering technology can obtain more performance temperature filed,which improves both the solid-phase reaction and liquid-phase reaction.     

大型火力发电机组锅炉尾部加装烟气换热器探讨

探讨在锅炉尾部预热器后加装烟气换热器技术,可有效地利用锅炉排烟温度热焓,降低排烟温度热损失,并通过换热器提高凝结水焓值,实现机组整体热经济性。同时,提出加装锅炉尾部烟气换热器技术以改变以往用水冷却烟气后进行脱硫的运行模式,达到提高脱硫效率、节约淡水资源、实现多赢的目的。     

以淀粉为基材的两性天然高分子絮凝剂的合成

报道了两性天然高分子絮凝剂的合成方法 :以淀粉为基材、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺、甲基丙烯酸等为原料 ,利用反相乳液聚合技术 ,采用四元聚合的方法。论述了引发剂用量、乳化剂用量、油水体积比、单体浓度、单体配比、反应温度、反应时间等因素对反应产物的转化率、接枝率、接枝效率、阳离子化度、阴离子化度等方面的影响。利用正交实验确定了最佳实验条件 :(NH4) 2 S2 O8浓度 0 .330mmol/L ,NH2 CONH2 浓度 2 .5 0mmol/L ,单体质量分数30 % ,单体与淀粉质量比 1.5∶1,AM、DMDAAC、MAA质量比 70∶2 0∶10 ,乳化剂质量分数 8%、油水体积比 1.4∶1,引发时间 10min ,反应温度 4 5℃ ,反应时间 4h。     

电压、流速和温度对外涡型静电旋风除尘器捕集性能的影响

为了提高旋风除尘器的除尘效率,在传统旋风除尘器的基础上添加电晕极,利用GAMBIT软件构建外涡型静电旋风除尘器（ECP）网格模型。探究了在不同工作电压、烟气流速和温度下,ECP对亚微米颗粒除尘效率的变化规律。结果表明,随着工作电压的增大,以及烟气流速和温度的降低,ECP除尘效率呈现出逐渐增大的趋势,但捕集性能的提升幅度在低工作电压、低烟气流速和低温下更明显。     

环流式旋风除尘器的实验研究与工业放大

目前,常规型旋风除尘器均从顶部进料,含尘气体在器内高速旋转而下到达锥体底部, 再沿中心轴线折流而上, 从顶部排气管排出, 从而形成了气流沿器内边壁自上而下和沿轴心自下而上的两个旋涡, 流动路线长, 速度梯度大, 故操作稳定性差, 压降大, 能耗高。研究者所开发的新型环流式旋风除尘器, 克服了常规型旋风除尘器压降大、能耗高、操作弹性小、放大效应显著等缺点, 经实验室及工业放大现场测试证明, 新型环流式旋风除尘器与常规旋风除尘器相比, 除尘效率提高１５％ , 压降降低了４０％ 左右。各项指标均优于常规型旋风除尘器     

太阳能加热原油系统设计及热力学性能分析

能源短缺和环境污染问题一直是世界所关注的热点。采用油、气、电加热原油,不仅能耗高,而且环境污染严重,太阳能作为一种可持续发展的清洁能源,已成为各国关注的焦点。为此,设计了一套太阳能加热原油系统,选择了安全且易获得的空气作为传热流体。太阳能加热原油系统由太阳能吸热器、蓄热器、原油换热器以及电热炉组成,吸热器接收太阳辐射后温度上升,空气经过吸热器获得高温,高温空气进入换热器中加热原油。建立了用于太阳能加热原油系统热力学性能分析的数学模型,并对模型进行了验证;利用Aspen Plus软件对加热过程进行了热力学分析。结果表明,压缩机和预热器是?损较大的部件,当压缩机的压比达到2.7时,太阳能加热原油系统达到最佳状态;在最佳状态下,太阳能加热原油系统的热效率为72.35%,?效率为73.89%,余热回收效率为72.33%。     

二级增压系统中高压级压气机性能研究

为使高低两级压气机达到优化匹配,提高整个二级增压系统的效率,在二级增压系统试验台架上对高压级压气机的性能进行了研究。通过在增压系统中,使新鲜空气首先通过低压级压气机进行预压缩,提高其温度和压力,从而得到高压级压气机的高温高压进口条件。在两级压气机之间设置中冷器,使每一条等转速曲线,高压级压气机进口温度保持不变。试验结果表明,由于进口温度提高,压气机折合转速与实际转速相差较大,为达到预定压比,必须进一步提高压气机转速;进口压力大幅度提高是造成高压级压气机折合流量偏小的主要原因;为避免高压级压气机发生喘振,应控制高压级压气机的进口压力。     

五级旋风预热器冷模单体流场数值研究

采用雷诺应力(RSM)湍流模型对五级旋风预热器冷模单体流场进行了数值模拟，并同冷模测试结果进行了比较，取得了较好的吻合性。涡壳采用完全非结构网格，锥筒采用结构网格，有限体积法化湍流运动方程为差分方程．差分格式采用一阶迎风，压力速度耦合采用经典的SIMPLE算法数值求解湍流运动方程组，并在求解过程中采用网格自适应技术。通过对模拟结果分析，得到了旋风筒流场的基本特征。     

入口形状对旋风分离器性能的影响

为了研究入口形状对旋风分离器性能的影响,采用计算流体力学(CFD)软件对旋风分离器的压力场和颗粒的分离情况进行考察。研究结果表明:入口形状会显著影响旋风分离器的压降,在圆形、矩形、三角形和等腰梯形几种不同的入口形式中,长宽比为2的矩形入口压降最大,长宽比为1.5的矩形入口的压降最低;对于矩形入口,随着长宽比的增大,压降是先降低再升高;入口形状对粒径大于2.5μm粒子的分级效率影响不大,当粒径小于2.5μm时,圆形入口的分离效率最差,梯形入口的分离效率最好;梯形入口会改善旋风分离器顶部流场和灰斗附近流场,使颗粒运行平稳,分离效率较高。     

四分仓回转空预器热力模型与漏风模型耦合计算

为分析四分仓回转空气预热器换热特性及抗低温腐蚀性能,建立热力及漏风计算模型,提出低温区域比的概念。先忽略漏风,基于回转空预器控制方程,利用有限差分法求解热力模型,得到温度分布,根据热力计算结果,求解漏风能量及质量方程组,得到漏风率,再根据进出口参数对两模型进行迭代。结果表明,计算值与设计值误差在5%以内;与同样面积的三分仓空预器对比,四分仓空气预热器的漏风率显著降低;各通道流体温度分布呈连续性,且与换热元件的温度分布基本一致;进口烟气流量沿转动方向的递减可显著地降低低温区域比,有效减少低温腐蚀。