氣固兩相流阻力式濃度測量方法研究.pdf

1、氣固兩相流技術(shù)在工業(yè)上越來越廣泛的應(yīng)用，使有關(guān)兩相流濃度測定的相關(guān)研究顯得越發(fā)重要了。如電廠鍋爐運(yùn)行過程中，一次風(fēng)送風(fēng)管道內(nèi)煤粉濃度測量準(zhǔn)確與否，對整個鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的調(diào)節(jié)起著極其重要的作用。因此，探尋能夠準(zhǔn)確，直接，可靠的在線測量兩相流濃度的方法一直是兩相流研究中備受關(guān)注的課題。 靶式流量計是一種用途廣泛的流量測量儀器，它具有獨特的優(yōu)點。已有學(xué)者將其用于氣固兩相流濃度的測量，并初步證明了它的可適用性。如若其能更好的應(yīng)用于氣固兩相

2、流濃度測量，就有必要對以下幾個問題進(jìn)行研究：何種靶片對兩相流濃度較敏感、為何敏感、靶片周圍存在著什么樣的流場、靶片受力與兩相流流速及濃度有何種規(guī)律。 本文通過數(shù)值模擬和實驗研究兩種方式，初步研究了上述問題。 以軟件FLUENT為工具，采用湍流粘性離散相射流模型和SIMPLE算法，對研究對象建立了模型。對七大系列靶片的幾何尺寸及迎風(fēng)角與靶片受力的關(guān)系做了模擬，得到了它們的關(guān)系，并從中發(fā)現(xiàn)了對濃度變化最敏感的四大系列靶片(錐

3、型內(nèi)面球冠靶、球形靶、凸球形內(nèi)面球冠靶、凹球形內(nèi)面球冠靶)，其中凸球形內(nèi)面球冠靶對兩相流濃度變化最為敏感，針對結(jié)果簡單分析了原因。以凸球形內(nèi)面球冠靶為研究對象，在同濃度(包括純空氣)情況下，對它做受力與兩相流流速關(guān)系的模擬，對比發(fā)現(xiàn)靶片受力與兩相流流速呈二次函數(shù)關(guān)系，且隨兩相流濃度的增加靶片受力對流速變化愈加劇烈。對三個獨立變量(靶片受力、兩相流流速、加粉量)的關(guān)系建立了微分方程，并依據(jù)此微分方程，以軟件SPSS對兩相流模擬結(jié)果予以擬合

4、，得到了三個獨立變量的關(guān)系，擬合誤差很小。 搭建實驗臺后，集中對四件兩相流濃度響應(yīng)效果較好的靶片做了實驗研究。純空氣實驗中，得到靶片受力和風(fēng)速呈平方關(guān)系，與數(shù)值模擬的結(jié)果相吻合。兩相流實驗中，一方面，發(fā)現(xiàn)濃度大致相同的情況下，實驗中靶片的受力均小于模擬中靶片的受力，這主要是由于實驗和模擬中風(fēng)速條件不同造成的；另一方面，發(fā)現(xiàn)在兩相流濃度、流速大約一致的情況下，四個靶片受力的大小順序和模擬的情況完全一致。均為凸球形內(nèi)面球冠靶受力最大