循環(huán)流化床內(nèi)顆粒流動(dòng)及分布的數(shù)值模擬研究.pdf

1、循環(huán)流化床內(nèi)為復(fù)雜的氣固兩相流，床內(nèi)顆粒流動(dòng)與分布特性的研究是熱點(diǎn)問(wèn)題，而且研究循環(huán)流化床內(nèi)顆粒流動(dòng)與分布特性對(duì)實(shí)際鍋爐的優(yōu)化運(yùn)行有重要意義。如循環(huán)流化床鍋爐實(shí)際運(yùn)行中受熱面存在受熱不均、磨損嚴(yán)重等問(wèn)題，都與爐內(nèi)顆粒的流動(dòng)與分布有關(guān)。鑒于國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都是在循環(huán)流化床的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜕祥_(kāi)展基礎(chǔ)理論的研究，所以本文在冷態(tài)循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯康幕A(chǔ)上，采用數(shù)值模擬技術(shù)開(kāi)展流化床內(nèi)顆粒流動(dòng)和分布規(guī)律的研究。
　　本文使用數(shù)值模擬軟件 Flu

2、ent中的歐拉模型模擬循環(huán)流化床內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研確定使用Gidaspow曳力模型模擬氣固兩相間的相互作用；通過(guò)模型對(duì)比計(jì)算，確定使用RNG k-ε湍流模型模擬模型內(nèi)的湍流流動(dòng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行模擬的最大好處就是可以將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。在模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)模型內(nèi)壓力場(chǎng)及顆粒流場(chǎng)的研究，發(fā)現(xiàn)了爐膛出口處存在“加速效應(yīng)”，該效應(yīng)的形成是由于爐膛出口的面積小于爐膛橫截面積，會(huì)導(dǎo)致?tīng)t膛頂棚受熱面存在受

3、熱不均以及磨損問(wèn)題。
　　本文根據(jù)浙大馬志剛提出的磨損量計(jì)算公式，結(jié)合本文冷態(tài)單一粒徑穩(wěn)態(tài)模擬的實(shí)際，提出了磨損指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)爐內(nèi)受熱面的磨損難易程度。研究發(fā)現(xiàn)：稀相區(qū)內(nèi)，后墻與右側(cè)墻相交角落的上部容易受到磨損；在密相區(qū)與稀相區(qū)交界處，右側(cè)墻中部及后墻右半部分容易受到磨損。
　　將循環(huán)流化床內(nèi)的流動(dòng)劃分為多個(gè)不同的特征區(qū)域，每個(gè)區(qū)域有著不同的流動(dòng)特性，是描述循環(huán)流化床整體宏觀流動(dòng)的有效方法，但迄今還沒(méi)有形成統(tǒng)一的分界標(biāo)準(zhǔn)。