發(fā)布時(shí)間：2021-07-04 02:28

　　為研究在高壓密相氣力輸送過程中輸送氣體的可壓縮性對(duì)輸送管道中氣固兩相流動(dòng)特性的影響,建立了考慮氣體可壓縮性的多相流模型,并應(yīng)用該模型將可壓縮工況與不可壓縮工況進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:相對(duì)于不可壓縮氣固兩相流模型而言,可壓縮氣固兩相流模型增加了管道中心兩相速度和管壁附近的兩相脈動(dòng)速度,導(dǎo)致流動(dòng)的擾動(dòng)性增強(qiáng)。 

【文章來源】：發(fā)電設(shè)備. 2019,33(02)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

圖２計(jì)算管道模型及截面網(wǎng)格圖模擬結(jié)果與討論

，２個(gè)儲(chǔ)料罐間連接有一路可切換的輸送管道，調(diào)節(jié)閥可以使得煤粉在罐體之間來回輸送。在輸送管的水平彎管段、水平管段、垂直管段、垂直彎管段均設(shè)有差壓變送器來測(cè)量壓差。輸送管內(nèi)徑為０．０１ｍ，輸送距離為５３ｍ。模擬的管道（見圖２（ａ））內(nèi)徑為１０ｍｍ、垂直管長(zhǎng)２ｍ、水平管長(zhǎng)４ｍ、垂直彎管半徑為２００ｍｍ，網(wǎng)格劃分見圖２（ｂ）。面網(wǎng)格數(shù)為１８０，體網(wǎng)格數(shù)１２３７０８４，尺寸為１ｍｍ×１ｍｍ。圖２計(jì)算管道模型及截面網(wǎng)格圖４模擬結(jié)果與討論４．１水平管道流型分析流體可壓縮性的影響表現(xiàn)為兩個(gè)相互矛盾的作用：可壓縮性形成的密度分布引起的致穩(wěn)作用和流體相互侵入時(shí)的壓縮和碰撞效應(yīng)產(chǎn)生的失穩(wěn)作用，它將使擾動(dòng)加快發(fā)展。這兩種作用的綜合效果是如重流體可壓縮性好，可以減少擾動(dòng)的發(fā)展；若輕流體的可壓縮性好，則助長(zhǎng)擾動(dòng)的發(fā)展。圖３為相同工況下分別考慮氣體壓縮性和忽略氣體壓縮性在距離管道出口２ｍ處，水平管段截面流型對(duì)比圖。圖３可壓與不可壓工況固相濃度分布圖由圖３（ａ）和圖３（ｂ）可見：固相主要分布在稀相區(qū)、過渡區(qū)和管道底部沉積區(qū)三個(gè)區(qū)域，與圖３（ｃ）水平管段測(cè)量的ＥＣＴ圖大致吻合，驗(yàn)證了模擬的可靠性。但是可壓縮工況和不可壓縮工況的煤粉濃度在管道中部分布有明顯差異�？紤]Ｎ２壓縮性時(shí)，如圖３中圈１和圈２所示，固相在過渡區(qū)域的顆粒濃度波動(dòng)強(qiáng)于不可壓流動(dòng)，而且固相湍動(dòng)能在過渡區(qū)域和壁面處上升較快（見圖４），這是因?yàn)榭紤]氣相壓縮性時(shí)，由于壁面

第３３卷圖５為可壓與不可壓工況水平管截面上平均顆粒體積分?jǐn)?shù)圖。圖５可壓與不可壓工況水平管截面平均顆粒體積分?jǐn)?shù)分布圖由圖５可見：在過渡區(qū)域，考慮Ｎ２壓縮性時(shí)該區(qū)域顆粒平均體積分?jǐn)?shù)分布變化相對(duì)較陡，這是因?yàn)榭蓧汗r的擾動(dòng)作用使得在過渡區(qū)域顆粒平均體積分?jǐn)?shù)變化相對(duì)較大；由于壁面顆粒平均體積分?jǐn)?shù)已經(jīng)形成動(dòng)態(tài)平衡，過渡區(qū)域的擾動(dòng)導(dǎo)致沉積區(qū)域的不斷壓實(shí)，致使可壓工況在沉積區(qū)域的顆粒平均體積分?jǐn)?shù)更大些。４．２水平管道流動(dòng)特性對(duì)比分析圖６為氣力輸送管道水平管距離出口截面２ｍ處兩相速度分布圖。圖６可壓與不可壓工況距離出口２ｍ處截面氣固相速度對(duì)比圖由圖６可見：在截面上，管道底部和頂部?jī)上嗨俣炔顒e不大，速度的差異性主要體現(xiàn)在管道中心區(qū)域。在管道中心區(qū)域，考慮Ｎ２壓縮性時(shí)，兩相速度湍動(dòng)相對(duì)劇烈，氣固相動(dòng)量交換更加強(qiáng)烈，從而導(dǎo)致管道中心區(qū)域的固相速度相對(duì)較大。４．３水平管兩相壓降分析圖７為相同工況可壓與不可壓工況壓力對(duì)比圖。由圖７可見：可壓工況在沉降過程中速度要略大于不可壓工況，但平衡后固相截面速度略小于不可壓工況，這是因?yàn)榍捌谶^程密度脈動(dòng)產(chǎn)生的致穩(wěn)作用占主導(dǎo)，煤粉會(huì)沉降相對(duì)較快，當(dāng)流型穩(wěn)定后兩種流體的碰撞和壓縮效應(yīng)使得輸送過程耗散的能量增大，因此兩相速度反而相對(duì)較小。在輸送過程中，可壓工況的壓降要大于不可壓工況。圖７可壓與不可壓工況壓力對(duì)比圖·４８·

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]二段式干煤粉氣流床氣化技術(shù)的模擬研究與分析[J]. 徐越,吳一寧,危師讓.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2003(10)
[2]可壓縮與不可壓縮流體中Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性的比較[J]. 秦承森,王裴.  強(qiáng)激光與粒子束. 2003(10)

博士論文
[1]氣固兩相流動(dòng)數(shù)值模擬及其非線性動(dòng)力學(xué)分析[D]. 程易.清華大學(xué) 2000



本文編號(hào)：3263841