流化床鍋爐爐內(nèi)顆粒運動模擬及可視化研究.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)流化床鍋爐在運行時有諸多優(yōu)點,但也存在制約其發(fā)展的缺點——磨損問題。本文在總結(jié)循環(huán)流化床鍋爐運行的特點以及優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,提出了對循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)的物料粒子運動規(guī)律的研究。
　　本文首先介紹了循環(huán)流化床鍋爐中物料運動的冷態(tài)實驗和數(shù)值模擬研究的進展,確定本文中采用Fluent對冷態(tài)實驗臺進行模擬和雙向垂直高速跟蹤粒子的方法進行冷態(tài)實驗研究。
　

2、　在Fluent模擬計算過程中對冷態(tài)實驗臺模型進行合理的簡化,以縮短模擬計算時間。對于氣固相間的曳力模型采用EMMS模型,并對其編寫UDF并加載到Fluent軟件中。模擬結(jié)果表明在物料運動過程中,隨著進風的不斷增多,物料粒子的運動軌跡不斷變化。在進風穩(wěn)定之后出現(xiàn)雙環(huán)核結(jié)構(gòu),并且風速越大就需要越長的時間達到穩(wěn)定運動狀態(tài)。
　　在冷態(tài)實驗中使用兩臺高速相機雙向垂直記錄物料粒子的運動,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。對兩臺相機中拍攝的視頻進行分幀處理,然后將兩個方向的圖片進行同步化。使用數(shù)據(jù)坐標識別軟件將目標粒子的坐標進行識別,轉(zhuǎn)化為真實的空間坐標并繪制出軌跡圖像。對粒子軌跡進行分析研究發(fā)現(xiàn)粒子在運動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,粒子運動規(guī)律與模擬結(jié)果基本吻合。但由于模擬中采取了簡化處理,對于單個粒子的軌跡還是存在差異的。數(shù)值模擬結(jié)果和冷態(tài)實驗結(jié)果互相驗證的同時,兩者又得到了互相補