高背压高温水射流规律的研究

发布时间：2020-05-13 10:27

【摘要】：第三代煤气化技术由于其性能稳定、效率高等优点得到了推广应用。为了改善高压干煤粉气流床煤气化上行合成气激冷技术,水激冷潜在的快速、低成本和性能稳定而成为开发该技术的首选。而在这种高温高背压条件下的水射流参数,诸如水温、喷射压力、流量对水射流的形态、流量系数、扩张角、距离、雾化粒径的影响,还缺乏研究,开展相关研究工作具有重要的理论和应用价值。流量系数是决定喷嘴性能的重要设计参数。本文选取了有代表性的锥形进口平口喷嘴进行研究,研究了不同背压、温度、喷射压力、流量下喷嘴内部的流动状态,以及流量系数随这些参数的变化规律。进而分析了Re数、空穴数、过热度对流量系数的影响。结果表明:背压越大,越不容易发生空穴现象;增加过热度和喷射压力都能增大空穴数,使得空穴发生,不过增加过热度的效果更加明显,甚至能够产生“超级空穴”;当空穴现象发生时,喷嘴的流量系数会急剧的下降,之后能保持不变。高背压下高温水射流形态对于实际的激冷应用有重要的价值。本文利用了巧妙的管路设计,保证了压力罐中环境的透明度,从而获取了清晰的图像。对图像分析得到:射流温度较高时,射流在发展的过程中由于与空气的热交换会出现椭圆段;在射流的外层还会出现蓝色的光圈;背压越高,射流雾化效果越不好;温度越高,射流扩张越厉害,雾化效果越好。闪蒸射流由于其迅速的蒸发能够有效改善射流的雾化效果。本文通过闪光法获取了闪蒸条件的射流的图像,对图像进行了分析,同时还利用激光粒度分析仪测量了雾化粒径。实验结果表明:闪蒸射流的轮廓线在喷嘴的出口处会发生弯曲;射流扩张角随着温度的升高而增大,射流距离、SMD(索特平均直径)随着温度的升高而减小;当闪蒸射流的蒸汽流量过高时,激光粒度分析仪无法测量SMD。
【图文】：

图 1-1 Shell 技术的工艺流程Shell 煤气化产生的煤气到达气化炉顶部时温度高达 1500℃，其中夹带了部，这部分液渣在后续会出现凝固而粘附在管道的壁面上，容易堵塞管道。为

空穴的形成与发展空穴数K是一个基于喷孔压差的无量纲参数，在某种程度上，，它代表喷嘴的空穴状况
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ546

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本文编号：2661815