基于氣固兩相流的受熱面磨損與沉積特性研究.pdf

1、煤炭是我國(guó)主要化石的能源。煤炭燃燒產(chǎn)生的含灰煙氣會(huì)對(duì)以燃煤為主的電站鍋爐和工業(yè)余熱鍋爐受熱面產(chǎn)生磨損和積灰等現(xiàn)象。換熱管束的磨損會(huì)造成爆管和機(jī)組停運(yùn)等事故，飛灰沉積會(huì)造成受熱面?zhèn)鳠釔夯焕谠O(shè)備安全、高效和穩(wěn)定運(yùn)行。本文基于相關(guān)學(xué)者提出的磨損與沉積模型，對(duì)含灰煙氣外掠對(duì)流受熱面的磨損與沉積特性進(jìn)行了數(shù)值研究，旨在為鍋爐受熱面設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供參考。主要工作如下:
　　1.采用基于歐拉-拉格朗日法的離散相模型，建立了含灰煙氣外掠對(duì)流受

2、熱面的數(shù)值模型，包括單管、順排管束和順排錯(cuò)流受熱面等。總結(jié)各學(xué)者建立的磨損、沉積模型，選擇適用于對(duì)流受熱面的相應(yīng)模型，編寫(xiě)了相應(yīng)的用戶(hù)自定義函數(shù)(UDF)，并驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性。
　　2.采用Tabakoff磨損模型，對(duì)含灰煙氣外掠單根圓管和橢圓管的磨損特性進(jìn)行數(shù)值模擬，同部分學(xué)者的實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了模擬準(zhǔn)確性。比較了不同煙氣流速、顆粒粒徑下，兩種換熱管磨損特性的差異，得到了沿?fù)Q熱管圓周方向上的顆粒碰撞和磨損規(guī)律。

3、　　3.基于Tabakoff磨損模型，對(duì)課題組提出的一種新型順排錯(cuò)流受熱面的磨損特性進(jìn)行分析。將數(shù)值模擬得到的該受熱面的流動(dòng)、傳熱特性與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，在流動(dòng)傳熱預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的前提下，采用該種受熱面運(yùn)行工況下的最大煙氣流速和平均飛灰粒徑探究了其磨損情況，并提出了相應(yīng)的防磨建議。
　　4.對(duì)含灰煙氣外掠單根圓管和順排管束沉積特性進(jìn)行數(shù)值模擬。采用經(jīng)驗(yàn)方程驗(yàn)證傳熱與流動(dòng)模型的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上探究不同煙氣流速和顆粒粒徑下的順排管束沉積特性，