螺旋翅片管外氣固兩相流動的特性研究.pdf

1、山東大學碩士學位論文摘要由于火力發(fā)電廠的鍋爐一般用煤作為燃料，煤燃燒后形成的煙氣中含有大量飛灰，灰粒通常保持固體狀態(tài)，對于鍋爐尾部煙道中的換熱器帶來了很嚴重的磨損，從而造成了大量的安全問題的和經(jīng)濟損失。工程實踐中發(fā)現(xiàn)，用螺旋翅片管換熱器代替光管換熱器是一種有效解決磨損問題的方法。本課題的目的就是研究氣固兩相的含灰煙氣在螺旋翅片管單管的翅片間的流動特勝，以摸清含灰氣流在翅片間的流動規(guī)律。要研究含灰煙氣的流動特性，就必須掌握氣固兩相流的有關

2、知識。本文從氣固兩相流的基本理論入手，分析了氣固兩相流中單個固相顆粒的受力與運動情況。在翅片間的流道里，對于質量微小的灰粒而言，只考慮重力。阻力，Magnus力和Saffman力的影響，其中當顆粒進入邊界層后，Saffman力增大，托住顆粒使它不易沉到管壁而當顆粒轉速較大時，Magnus力可保證顆粒不向壁面沉降，這些力都減小了顆粒與壁面接觸的機會，從而為減輕磨損提供了理論基礎。除了理論研究以外，還對氣固兩相流流動特性進行了實驗測量。利用

3、三維粒子動態(tài)分析儀(PDA)這種先進的激光測量儀器，測量了含灰氣流的速度、粒徑和濃度。為了深入研究氣固兩相流固相顆粒在螺旋翅片管翅片間的流動狀態(tài)，在實驗室建立了冷態(tài)的煙氣循環(huán)PDA實驗臺。在實驗臺中對翅片間5個有代表性的平面上的固相顆粒的大小，主流、切向平均速度以及顆粒的濃度進行了測量。實驗研究表明，在翅片間的不同位置，顆粒的濃度都存在著大致相同的規(guī)律，就是在中心區(qū)域顆粒的濃度普遍遠遠高于在翅片壁面區(qū)域的顆粒濃度:顆粒在進入翅片區(qū)域之前

4、已經(jīng)與氣體充分混合，進入翅片區(qū)域后，在各個位置速度都有所降低，但中心區(qū)域速度下降幅度較小，在近翅片的邊界層區(qū)域，顆粒速度下降幅度較大，但由于慣性作用，并不像流體那樣能夠達到主流速度的1%左右，但是也遠遠小于中心區(qū)域的速度，濃度的減小和速度的降低山東大學碩士學位論文AbstractInthepowerplanttheheatexchangersabradeinthetailflueoftheboilers.Theabrasioncomes

5、fromashofcoalscombustionwhichresultsinagreatdealofthesafetyproblemandtheeconomyloss.Engineeringpracticewitnessesthattheheatexchangersusedofhelixfinnedtubesinsteadofthatusedofsmoothtubesisaneffectivemethodlighteningabrasi

6、on.Thisresearchpurposeistheflowcharacteristicwhentwophasesmokewithashpassbetweenthefinsofasinglehelixfinnedtubeandthereasonoflighteningabrasion.Inordertoresearchthatflowcharacteristicsgas一solidtwophaseflowisasubjectthats

7、houldbestudied.Ansinglemicrocosmicgranulesflowstateisstudiedinthisresearch.BetweenthefinsasmallashgetsgravitationresistanceMagnusforceandSaffmanforce.MagnusforceandSaffmanforceresultthatthegranulekeepawayfromthepinswhich

8、canreducetheopportunityofthegranuleandfinscontactandistheorybaseoflighteningabrasion.Besidesthetheorystudyexperimentstudyisanstudymethodofgas一solidtwo一phaseflowcharacteristics.Thisexperimentinstrumentisparticledynamicana

9、lyzer(PDA)whichisadvancedlaserinstrumentmadeofDanteccompanyinDanmark.PDAprincipleisDopplertheorywhichcanmeasuresimultaneityradiusspeedandconcentration.efficiencywithoutdemarcationcontact.PDAhasgoodprecisionandspacedistin

10、guishwhichistheabsolutemeasuremethodwithoutInordertostudythegassolidflowcoldsmokecirculatingtestunitwithPDAgranuleradiusmainandtangentmeancharacteristicsbetweenthefinsthesystemissetupinthelaboratory.Thee尸‘a(chǎn)rthspeedandgra

11、nuleconcentrationmeasuredon5representationalplanebetweenthepinsExperimentresearchshowsthatinthedifferentpositionsthereisalmostsamedisciplinarianofthegranuleconcentrationthatisthegranuleconcentrationinthecenterareaishighe