氣固兩相流及氮氧化物控制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、氣固兩相流動和污染物控制是鍋爐研究中的重點，氣固兩相流動關系到鍋爐的煤粉輸送和燃燒器出口的顆粒分布特性從而影響鍋爐的燃燒效率，污染物控制關系到環(huán)境污染，是電站鍋爐等高污染企業(yè)的工作重點。本文對氣固兩相流和污染物控制進行了相關的數(shù)值模擬研究。
　　利用格子波爾茲曼(LBM)的方法，對圓柱擾流和直流射流的氣固兩相流動進行模擬，分析渦結構和不同大小顆粒在不同Re數(shù)流動中的分布規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)雷諾數(shù)小于50的圓柱擾流流動為層流，當雷諾數(shù)大于

2、50后層流向湍流轉變。雷諾數(shù)越高，渦的形成和脫落頻率越高，并且越快到達穩(wěn)定狀態(tài)。雷諾數(shù)為4500的直流射流的渦結構，由開始的對稱模式向不對稱分布發(fā)展。在x/d=4的地方首先出現(xiàn)不對稱渦結構分布并進行渦的形成和脫落。不同st數(shù)的顆粒在流場中的分布規(guī)律不同。
　　利用DEM-CFD耦合方法計算了濃淡燃燒器內的顆粒分布規(guī)律，濃淡燃燒器內的氣固流動對燃燒的NOx控制有著重要的影響。顆粒St數(shù)對顆粒在流場中的分布有很大的影響。小顆粒(St=

3、0.01)具有很好的跟隨性，能夠分布到渦結構的核心區(qū)域；大顆粒(St=10)主要集中在渦結構以外的區(qū)域；中等大小St數(shù)的顆粒(St=0.1 and1)則主要分布在渦結構的邊緣區(qū)域，它們的橫向擴散能力最好，停留在流場中的顆粒數(shù)最多。濃淡燃燒器擋板高度為60mm時顆粒分離效率最好，顆粒碰撞頻率最大。數(shù)值模擬研究濃淡燃燒器的分離效率，需要考慮顆粒之間的碰撞，考慮碰撞后得到的結果與與實驗結果更加接近，不考慮碰撞會導致計算的濃淡側顆粒濃度比例偏高