煙化爐內(nèi)氣液兩相流動數(shù)值模擬研究.pdf

1、中圖分類號!里墨12：!K125UDC620學(xué)校代碼!Q三三三密級公玨碩士學(xué)位論文煙化爐內(nèi)氣液兩相流動數(shù)值模擬研究NumericalSimulationonGasliquidTwophaseFlowinFumingFurnace作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：劉維超動力工程及工程熱物理熱能工程能源科學(xué)與工程周萍教授論文答辯日期2壘f壁，篁：》答辯委員會主席中南大學(xué)二零一四年五月中南人學(xué)碩士學(xué)位論文摘要煙化爐內(nèi)氣液

2、兩相流動數(shù)值模擬研究摘要：煙化爐主要用來處理鉛鋅等金屬爐渣，然而對于其研究進(jìn)展還無法滿足生產(chǎn)需求。對于煙化爐的每個部分，無論是操作方法還是結(jié)構(gòu)設(shè)計都應(yīng)該進(jìn)一步完善，這些工作都需要對煙化爐的噴吹行為以及渣池內(nèi)的氣液相運動機理有完整的認(rèn)識。因而研究氣相在渣池內(nèi)的形態(tài)分布以及熔渣池內(nèi)氣液兩相運動機理，對分析煙化過程所遇問題的深層次原因以及優(yōu)化爐體設(shè)計等諸多工作都有一定的指導(dǎo)意義。本文采用VOF多相流模型，RNG加湍流模型對單噴嘴模型進(jìn)行數(shù)值模

3、擬，獲得了氣泡在渣池內(nèi)形態(tài)變化及多種物理場的空間分’布。然后研究了幾種參數(shù)對煙化爐渣池內(nèi)氣液兩相流動的影響規(guī)律。最后分析了界面化學(xué)反應(yīng)對于煙化爐內(nèi)氣液兩相流動的影響，并比較了EulerPB與VOF兩種數(shù)學(xué)模型對于煙化爐內(nèi)氣液兩相流動結(jié)果之間的差異，討論了這種差異的一些原因。主要研究結(jié)論如下：1)基本工況下，氣相在渣池內(nèi)的分布隨時間呈周期性變化；壓力隨高度逐漸減?。灰簯B(tài)熔渣平均速度為0632m／s左右；側(cè)吹過程中，氣體上升時有著明顯貼壁現(xiàn)

4、象。2)較低的噴嘴高度使得渣池獲得較高水平的攪動；液態(tài)熔渣的平均速度隨直徑呈現(xiàn)波動變化；隨著噴嘴氣體流量的增大，熔渣平均速度獲得了顯著的增加：三噴嘴時熔渣平均運動速在089m／s左右，且每個噴嘴的中心截面氣相分布并不一致；渣池寬度為03m時，熔渣平均速度為149m／s，是渣池寬度10m時的兩倍多。3)不論有無界面化學(xué)反應(yīng)，氣相隨時間變化的規(guī)律是一致的。無界面化學(xué)反應(yīng)時，氣相主流的體積變化比較劇烈，而考慮界面化學(xué)反應(yīng)后，氣相主流的體積變化