组合弯头内气固两相流动磨损特性的数值模拟与结构优化

燃煤电厂烟道及煤粉管道中的流动是高雷诺数的气–固两相流,其流动磨损特性影响烟风煤粉系统的性能。受布置空间限制,管道常需要连续布置弯头,此时弯头间距往往较小,弯头结构的耦合作用会对管道内的流动及磨损特性产生影响。该文采用离散相模型(discrete phase model,DPM)离散相模型和Tulsa大学冲蚀与腐蚀研究中心(Erosion/Corrosion Research Center,E/CRC)磨损模型,分别对两种组合弯头内的气–固两相流动与磨损特性进行了数值模拟。获得了两种组合弯头内流场、壁面磨损分布及最大磨损出现位置。并基于管壁磨损特性对组合弯头结构进行优化。结果表明在布置Z型组合弯头结构时,应尽量采用L/D=2的组合方式,以保证较小的壁面磨损;而在布置Π型组合弯头结构时,应尽量使两弯头直接相连(L/D=0)使管壁磨损最轻。