本文關(guān)鍵詞： 瓦斯 細(xì)水霧 正態(tài)分布式弧形板 數(shù)值模擬 試驗(yàn)研究 除霧器　出處：《河南理工大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：煤礦低濃度瓦斯細(xì)水霧兩相流安全輸送技術(shù)在煤礦中成功投入使用,促進(jìn)了低濃度瓦斯發(fā)電的快速發(fā)展。然而用來(lái)發(fā)電的低濃度瓦斯氣體中細(xì)水霧的存在直接影響著發(fā)電機(jī)組的效率,故對(duì)低濃度瓦斯中細(xì)水霧的分離還需進(jìn)一步的研究。本文通過(guò)對(duì)低濃度瓦斯細(xì)水霧兩相流在正態(tài)分布式除霧器中的流動(dòng)進(jìn)行分析,得到不同結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)下除霧器的分離效率和壓降,其結(jié)果為煤礦低濃度瓦斯細(xì)水霧兩相流體安全輸送系統(tǒng)中脫水設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一定的理論基礎(chǔ)。本文針對(duì)正態(tài)分布式弧形板除霧器的除霧效率及壓降情況進(jìn)行分析研究。首先,基于湍流的橫混模型,通過(guò)對(duì)細(xì)水霧顆粒在瓦斯流場(chǎng)中的受力和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,得到除霧效率的計(jì)算式,運(yùn)用均相流動(dòng)和分相流動(dòng)模型,對(duì)瓦斯細(xì)水霧兩相流在除霧器內(nèi)壓降變化進(jìn)行理論分析,得到除霧器的壓降計(jì)算式;其次,采用FLUENT軟件對(duì)正態(tài)分布式弧形板除霧器內(nèi)氣霧兩相流場(chǎng)、除霧效率和壓降進(jìn)行數(shù)值模擬,模擬過(guò)程中選用RNG k-?湍流模型和DPM離散相模型;最后搭建試驗(yàn)平臺(tái),根據(jù)試驗(yàn)對(duì)除霧器的分離效率和壓降進(jìn)行驗(yàn)證。數(shù)值模擬和試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同結(jié)構(gòu)參數(shù)下工況參數(shù)的變化對(duì)除霧器效率的影響較為明顯,同時(shí)進(jìn)一步得出了適合不同霧滴直徑的葉片結(jié)構(gòu)組合型式,除霧器葉片長(zhǎng)度H=150mm,轉(zhuǎn)折角?=60o,板間距L=20mm時(shí)可以除去10~20?m的霧滴;除霧器葉片長(zhǎng)度H=150mm,轉(zhuǎn)折角?=90o,板間距L=30mm時(shí)可以除去20?m以上的霧滴;除霧器板間距、葉片長(zhǎng)度、葉片轉(zhuǎn)折角和氣流速度等變化對(duì)壓降都不同程度的影響,其中瓦斯氣流速度的變化對(duì)除霧器壓降的影響較大,除霧器壓降隨瓦斯氣流速度的增加而增大;轉(zhuǎn)折角的變化對(duì)除霧器壓降的影響最大,除霧器壓降隨著葉片轉(zhuǎn)折角的增大而減小。在不同瓦斯氣流速度下對(duì)一級(jí)、兩級(jí)除霧器的壓降值對(duì)比,得知隨著瓦斯氣流速度增大,一級(jí)除霧器的壓降緩慢增大,而兩級(jí)除霧器的壓降顯示出急劇的增大,兩級(jí)除霧器的除霧效率較一級(jí)除霧器的除霧效率稍微有提高,不過(guò)兩級(jí)除霧器壓降變化卻很大。
[Abstract]:The two-phase flow safe transportation technology of low concentration gas mist in coal mine has been successfully put into use. It promotes the rapid development of low concentration gas power generation. However, the existence of water mist in low concentration gas gas directly affects the efficiency of generating units. Therefore, the separation of water mist in low concentration gas still needs further study. In this paper, the flow of two-phase flow of water mist in normal distribution is analyzed. The separation efficiency and pressure drop of the demister are obtained under different structure parameters and operating conditions. The results provide a theoretical basis for the structural design of dewatering equipment in the safe two-phase fluid conveying system of low concentration gas mist in coal mine. This paper aims at the defogging efficiency and pressure drop of the normal distribution type arc plate mist eliminator. First of all. Based on the cross mixing model of turbulence, through the analysis of the force and movement of water mist particles in gas flow field, the formula of defogging efficiency is obtained, and the homogeneous and separated flow models are used. The variation of pressure drop of gas water mist two-phase flow in the demister is analyzed theoretically, and the formula of pressure drop of the demister is obtained. Secondly, the two-phase flow field in the normal distribution arc plate demister is numerically simulated by using FLUENT software. The efficiency and pressure drop of fog removal are numerically simulated, and RNG k-? Turbulence model and DPM discrete phase model; Finally, the test platform is built. The separation efficiency and pressure drop of the demister are verified according to the test. The numerical simulation and the experimental results show that the influence of the operating parameters on the efficiency of the demister is obvious under the same structural parameters. At the same time, the blade structure combination type suitable for different droplet diameters is obtained, the blade length of the mist remover is 150 mm, turning angle? When the plate spacing is 20 mm, it can be removed from 10? M fog droplets; blade length of mist eliminator H150 mm, turning angle? When the plate spacing is 30 mm, it can be removed 20? Fog droplets above m; The changes of plate spacing, blade length, blade turning angle and airflow velocity have different effects on the pressure drop, and the change of gas flow velocity has a great effect on the pressure drop of the demister. The pressure drop of the demister increases with the increase of gas flow velocity. The change of turning angle has the greatest influence on the pressure drop of the demister, and the pressure drop of the demister decreases with the increase of the turning angle of the blade. It is known that with the increase of gas flow velocity, the pressure drop of the first stage demister increases slowly, while the pressure drop of the two stage demister shows a sharp increase. The de-fogging efficiency of the two-stage demister is slightly higher than that of the first-stage demister, but the pressure drop of the two-stage demister varies greatly.
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TD712

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本文編號(hào)：1454609