流化床鍋爐爐內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)模擬及可視化研究.pdf

1、循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)作為一種高效低污染的燃燒技術(shù),在近些年得到了快速發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐在運(yùn)行時(shí)有諸多優(yōu)點(diǎn),但也存在制約其發(fā)展的缺點(diǎn)——磨損問(wèn)題。本文在總結(jié)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的特點(diǎn)以及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了對(duì)循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)的物料粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究。
　　本文首先介紹了循環(huán)流化床鍋爐中物料運(yùn)動(dòng)的冷態(tài)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究的進(jìn)展,確定本文中采用Fluent對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行模擬和雙向垂直高速跟蹤粒子的方法進(jìn)行冷態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。
　

2、　在Fluent模擬計(jì)算過(guò)程中對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)模型進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化,以縮短模擬計(jì)算時(shí)間。對(duì)于氣固相間的曳力模型采用EMMS模型,并對(duì)其編寫(xiě)UDF并加載到Fluent軟件中。模擬結(jié)果表明在物料運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,隨著進(jìn)風(fēng)的不斷增多,物料粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不斷變化。在進(jìn)風(fēng)穩(wěn)定之后出現(xiàn)雙環(huán)核結(jié)構(gòu),并且風(fēng)速越大就需要越長(zhǎng)的時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
　　在冷態(tài)實(shí)驗(yàn)中使用兩臺(tái)高速相機(jī)雙向垂直記錄物料粒子的運(yùn)動(dòng),為了更清楚的記錄粒子的軌跡采用240fps的拍攝速度

3、并且在物料中加入示蹤粒子。對(duì)兩臺(tái)相機(jī)中拍攝的視頻進(jìn)行分幀處理,然后將兩個(gè)方向的圖片進(jìn)行同步化。使用數(shù)據(jù)坐標(biāo)識(shí)別軟件將目標(biāo)粒子的坐標(biāo)進(jìn)行識(shí)別,轉(zhuǎn)化為真實(shí)的空間坐標(biāo)并繪制出軌跡圖像。對(duì)粒子軌跡進(jìn)行分析研究發(fā)現(xiàn)粒子在運(yùn)動(dòng)到一定高度之后出現(xiàn)拋物線形狀的軌跡,并且在視頻中可以看出環(huán)核結(jié)構(gòu)的存在,粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律與模擬結(jié)果基本吻合。但由于模擬中采取了簡(jiǎn)化處理,對(duì)于單個(gè)粒子的軌跡還是存在差異的。數(shù)值模擬結(jié)果和冷態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果互相驗(yàn)證的同時(shí),兩者又得到了互相補(bǔ)