矿井回风扩散塔内气-水雾热交换数值模拟
发布时间：2019-11-26 07:56
【摘要】：通过数值模拟分析进行了矿井回风扩散塔内气-水雾换热规律的研究。针对回风换热扩散塔原型,建立了扩散塔数值模拟的简化三维物理模型,在已定扩散塔基本参数的基础上设定了合理的边界条件。应用欧拉-拉格朗日法模拟了水气比对塔内气-水雾逆流换热的影响分析,得到了不同工况下塔内风流温度场、速度场、压力场、雾滴运动轨迹的变化趋势。模拟结果表明,在其他参数一定的情况下,水气比在0.9时,塔内气-水雾换热效果较好,阻力合适,总体性能最佳,与实际应用工程相吻合,进而从理论上验证了工程应用中水气比选取的正确性。
【图文】：
从图1可以看出，在y－z切面上，风流呈现塔底部温度高，塔上部温度低，这是由于较高温度风流从左下侧进入扩散塔，遇到从塔上部喷淋的低温雾化水滴，两相间存在温度差进行换热出现的结果。同时还可以看出，水气比增加，，塔内同一横断面温度分布有下降趋势，说明随着水气比的提高，塔内雾化面积增大，风流与水雾的接触面积增大，进而换热温差增大，换热效果增强。水气比的变化(即在保证入口风量不变的情况下，喷水量发生变化)改变了塔内风流流场的温度分布，进而影响了风流出口温度分布，使得风流进出口温差随之改变。通过风流进出口温差随水气比变化曲线(图2)可以看出，水气比从0．6增加到1．1时，风流进出口温度差由6℃提高至12℃。图2风流进出口温差随水气比变化曲线3．2不同水气比条件下塔内压力分布水气比为0．6时，y－z切面的压力(单位:Pa)等值线图如图3。图3水气比为0．6时y－z切面压力等值线图从图3可以看出，风流进入回风换热扩散塔后，下拐角压力高，上拐角压力低的趋势，随着扩散塔高度的增加，塔内压力呈下降的趋势。这是由于风流进入扩散塔遇到拐角，风流与壁面冲击作用加强，压力升高;同时风流向上折返的过程中，遇到水滴雾化区，雾化液滴与回风逆流换热，气液相间作用力加强，压力降低。随着水气比的增加，进出口断面的平均压力差逐渐增加。风流进出口压差随水气比变化曲线如图4，可看出水气比从0．6增加1．1，进出口断面平均压力差从30Pa左右增加到55Pa左右。图4风流进出口压差随水气比变化曲线3．3不同水气比条件下塔内速度分布不同水气比时塔内速度矢量图如图5。图5塔内速度矢量图喷淋对塔内风流的流场分布产生了很大影响，·6·第46卷第6期2015年6月SafetyinCoalMinesVol．46No．6Jun．2015
从图1可以看出，在y－z切面上，风流呈现塔底部温度高，塔上部温度低，这是由于较高温度风流从左下侧进入扩散塔，遇到从塔上部喷淋的低温雾化水滴，两相间存在温度差进行换热出现的结果。同时还可以看出，水气比增加，塔内同一横断面温度分布有下降趋势，说明随着水气比的提高，塔内雾化面积增大，风流与水雾的接触面积增大，进而换热温差增大，换热效果增强。水气比的变化(即在保证入口风量不变的情况下，喷水量发生变化)改变了塔内风流流场的温度分布，进而影响了风流出口温度分布，使得风流进出口温差随之改变。通过风流进出口温差随水气比变化曲线(图2)可以看出，水气比从0．6增加到1．1时，风流进出口温度差由6℃提高至12℃。图2风流进出口温差随水气比变化曲线3．2不同水气比条件下塔内压力分布水气比为0．6时，y－z切面的压力(单位:Pa)等值线图如图3。图3水气比为0．6时y－z切面压力等值线图从图3可以看出，风流进入回风换热扩散塔后，下拐角压力高，上拐角压力低的趋势，随着扩散塔高度的增加，塔内压力呈下降的趋势。这是由于风流进入扩散塔遇到拐角，风流与壁面冲击作用加强，压力升高;同时风流向上折返的过程中，遇到水滴雾化区，雾化液滴与回风逆流换热，气液相间作用力加强，压力降低。随着水气比的增加，进出口断面的平均压力差逐渐增加。风流进出口压差随水气比变化曲线如图4，可看出水气比从0．6增加1．1，进出口断面平均压力差从30Pa左右增加到55Pa左右。图4风流进出口压差随水气比变化曲线3．3不同水气比条件下塔内速度分布不同水气比时塔内速度矢量图如图5。图5塔内速度矢量图喷淋对塔内风流的流场分布产生了很大影响，·6·第46卷第6期2015年6月SafetyinCoalMinesVol．46No．6Jun．2015
本文编号：2566074
【图文】：
从图1可以看出，在y－z切面上，风流呈现塔底部温度高，塔上部温度低，这是由于较高温度风流从左下侧进入扩散塔，遇到从塔上部喷淋的低温雾化水滴，两相间存在温度差进行换热出现的结果。同时还可以看出，水气比增加，，塔内同一横断面温度分布有下降趋势，说明随着水气比的提高，塔内雾化面积增大，风流与水雾的接触面积增大，进而换热温差增大，换热效果增强。水气比的变化(即在保证入口风量不变的情况下，喷水量发生变化)改变了塔内风流流场的温度分布，进而影响了风流出口温度分布，使得风流进出口温差随之改变。通过风流进出口温差随水气比变化曲线(图2)可以看出，水气比从0．6增加到1．1时，风流进出口温度差由6℃提高至12℃。图2风流进出口温差随水气比变化曲线3．2不同水气比条件下塔内压力分布水气比为0．6时，y－z切面的压力(单位:Pa)等值线图如图3。图3水气比为0．6时y－z切面压力等值线图从图3可以看出，风流进入回风换热扩散塔后，下拐角压力高，上拐角压力低的趋势，随着扩散塔高度的增加，塔内压力呈下降的趋势。这是由于风流进入扩散塔遇到拐角，风流与壁面冲击作用加强，压力升高;同时风流向上折返的过程中，遇到水滴雾化区，雾化液滴与回风逆流换热，气液相间作用力加强，压力降低。随着水气比的增加，进出口断面的平均压力差逐渐增加。风流进出口压差随水气比变化曲线如图4，可看出水气比从0．6增加1．1，进出口断面平均压力差从30Pa左右增加到55Pa左右。图4风流进出口压差随水气比变化曲线3．3不同水气比条件下塔内速度分布不同水气比时塔内速度矢量图如图5。图5塔内速度矢量图喷淋对塔内风流的流场分布产生了很大影响，·6·第46卷第6期2015年6月SafetyinCoalMinesVol．46No．6Jun．2015
从图1可以看出，在y－z切面上，风流呈现塔底部温度高，塔上部温度低，这是由于较高温度风流从左下侧进入扩散塔，遇到从塔上部喷淋的低温雾化水滴，两相间存在温度差进行换热出现的结果。同时还可以看出，水气比增加，塔内同一横断面温度分布有下降趋势，说明随着水气比的提高，塔内雾化面积增大，风流与水雾的接触面积增大，进而换热温差增大，换热效果增强。水气比的变化(即在保证入口风量不变的情况下，喷水量发生变化)改变了塔内风流流场的温度分布，进而影响了风流出口温度分布，使得风流进出口温差随之改变。通过风流进出口温差随水气比变化曲线(图2)可以看出，水气比从0．6增加到1．1时，风流进出口温度差由6℃提高至12℃。图2风流进出口温差随水气比变化曲线3．2不同水气比条件下塔内压力分布水气比为0．6时，y－z切面的压力(单位:Pa)等值线图如图3。图3水气比为0．6时y－z切面压力等值线图从图3可以看出，风流进入回风换热扩散塔后，下拐角压力高，上拐角压力低的趋势，随着扩散塔高度的增加，塔内压力呈下降的趋势。这是由于风流进入扩散塔遇到拐角，风流与壁面冲击作用加强，压力升高;同时风流向上折返的过程中，遇到水滴雾化区，雾化液滴与回风逆流换热，气液相间作用力加强，压力降低。随着水气比的增加，进出口断面的平均压力差逐渐增加。风流进出口压差随水气比变化曲线如图4，可看出水气比从0．6增加1．1，进出口断面平均压力差从30Pa左右增加到55Pa左右。图4风流进出口压差随水气比变化曲线3．3不同水气比条件下塔内速度分布不同水气比时塔内速度矢量图如图5。图5塔内速度矢量图喷淋对塔内风流的流场分布产生了很大影响，·6·第46卷第6期2015年6月SafetyinCoalMinesVol．46No．6Jun．2015
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本文编号：2566074
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