旋流燃燒器中氣固兩相流實驗及數(shù)值模擬的研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，工業(yè)化進程不斷推進，能源與環(huán)境問題日益凸現(xiàn)出來。在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)，煤炭仍然是我國的主要能源。而電廠燃煤將產(chǎn)生大量的污染物。其中，SOx的治理已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段，大多數(shù)電廠都已配備了脫硫裝置。而燃煤的另一大污染物NOx的控制方法目前在電廠中還未普及使用。因此，研究低NOx的高效控制方式意義重大。
　　 本文以低NOx排放為目的，探索最佳的旋流燃燒器結(jié)構(gòu)參數(shù)及運行工況。主要通過氣固兩相流實驗及FLU

2、ENT數(shù)值模擬來研究中心管擴口、一次風(fēng)速及一次風(fēng)率、直流二次風(fēng)速、旋流二次風(fēng)旋流強度各個因素對NOx生成的影響，從而選出最佳的實驗工況，并確定燃燒器的結(jié)構(gòu)及運行參數(shù)。
　　 在氣固兩相流的研究中，本文采用溫度示蹤法來研究一、二次風(fēng)的混合情況，采用NaCl食鹽法來研究固體顆粒的分布規(guī)律。通過分析“冷態(tài)煤粉濃度”及顆粒的分布規(guī)律，得到如下結(jié)論：(1)中心管擴角越小，二次風(fēng)混入越晚，冷態(tài)高煤粉濃度區(qū)域面積越大，顆粒落在冷態(tài)高煤粉濃度區(qū)

3、的量越多；(2)一次風(fēng)率為0.2、一次風(fēng)速為15 m/s、直流二次風(fēng)速為25 m/s時，冷態(tài)高煤粉濃度區(qū)域面積較大，而且顆粒落在冷態(tài)高煤粉濃度區(qū)的量也較多，這將有利于降低NOx的生成；(3)內(nèi)二次風(fēng)旋流開度減小較外二次風(fēng)旋流開度減小對冷態(tài)高煤粉濃度區(qū)域面積的影響大。內(nèi)旋流強度為1.35、外旋流強度為1.56為最佳的實驗工況。
　　 此外，本文利用FLUENT軟件對旋流燃燒器建立了3D物理模型，采用Realizable k-ε湍流