两种结构临界喷嘴内气固两相流动对比研究

为分析催化裂化能量回收系统中临界喷嘴的磨损问题,采用计算流体力学CFD数值模拟软件Fluent中的标准k-ε湍流模型和随机轨道模型(DPM)对孔板式、拉瓦尔式两种结构的临界喷嘴内气固两相进行耦合计算。结果表明:颗粒相对两种临界喷嘴的磨损位置差异较大,孔板式临界喷嘴磨损区域主要在主烟道壁面,距临界喷嘴插入点1 000~1 500 mm区域,产生磨损的颗粒主要为大于5μm颗粒;而催化剂颗粒对拉瓦尔式临界喷嘴磨损区域在喷嘴扩散后段,距临界喷嘴插入点0~500 mm区域,磨损颗粒主要为小于10μm粒径颗粒,颗粒对拉瓦尔喷嘴主烟道不产生磨损;两种临界喷嘴磨损存在差异的原因:孔板式临界喷嘴不存在扩散减速段,颗粒以90 m/s的速度冲刷主烟道壁面;拉瓦尔式扩散段内出现旋转涡流携带催化剂颗粒冲刷壁面产生磨损。