煙氣轉(zhuǎn)換閥組氣力輸送特性的研究及其結(jié)構(gòu)的多場(chǎng)耦合分析與優(yōu)化.pdf

1、面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境問題，開發(fā)綠色能源、研究提高能源的利用效率的理論和方法、研制新型高效的節(jié)能環(huán)保設(shè)備已經(jīng)并將繼續(xù)成為研究熱點(diǎn)。本文以江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)資金項(xiàng)目“焦?fàn)t煙氣除塵專用超大型轉(zhuǎn)換設(shè)備”（BA2005036）為背景，結(jié)合基礎(chǔ)理論和工程實(shí)際，試驗(yàn)和數(shù)值研究了煙氣轉(zhuǎn)換閥組中氣力輸送流動(dòng)特性、閥組結(jié)構(gòu)的靜/動(dòng)力學(xué)特性，并運(yùn)用多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化算法對(duì)煙氣轉(zhuǎn)換閥組系統(tǒng)進(jìn)行綜合優(yōu)化。 利用自主設(shè)計(jì)的煙氣轉(zhuǎn)換閥組氣力輸送冷態(tài)試驗(yàn)裝置，對(duì)

2、不同參數(shù)下空氣輸送時(shí)煙氣轉(zhuǎn)換閥的阻力特性進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，煙氣轉(zhuǎn)換閥的流量系數(shù)和流阻系數(shù)均與氣體的流動(dòng)速度無關(guān)，而僅取決于煙氣轉(zhuǎn)換裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)及內(nèi)腔形狀。采用RNGk-ε湍流模型數(shù)值模擬了閥組內(nèi)部湍流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，比較計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了該湍流模型適用性和可靠性。 首次將固相場(chǎng)基于Lagrangian法和氣相場(chǎng)基于Eulerian法的數(shù)值模擬方法引入到煙氣轉(zhuǎn)換閥組的數(shù)值模擬研究工作中，建立了合適的三維稀疏氣固

3、兩相流模型，該模型經(jīng)擴(kuò)展后還可用于預(yù)測(cè)煙氣轉(zhuǎn)換閥組的固粒沖蝕磨損。根據(jù)仿真結(jié)果，分析了閥體結(jié)構(gòu)、輸送速度、顆粒濃度等對(duì)煙氣轉(zhuǎn)換閥組靜壓分布、輸送壓損及固粒沖蝕的影響，為閥組系統(tǒng)的綜合優(yōu)化提供氣動(dòng)參數(shù)的量化依據(jù)。 在分析煙氣轉(zhuǎn)換閥組傳熱特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值仿真技術(shù)中的熱流、流固、熱機(jī)耦合理論，提出運(yùn)用多場(chǎng)耦合技術(shù)分析煙氣轉(zhuǎn)換閥組的靜/動(dòng)力學(xué)特性，建立了煙氣轉(zhuǎn)換閥組裝置的靜/動(dòng)力學(xué)仿真模型。得到了不同工況下，閥組內(nèi)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)的分