褐煤煤粉的高压密相气力输送试验与数值模拟研究

发布时间：2021-07-08 03:48

　　我国能源消费以煤炭为主,发展洁净煤利用技术、提高煤炭利用率是我国能源发展战略的必然选择。大规模高效煤气化技术是煤炭清洁利用的有效技术之一,高压密相干煤粉气力输送是气化系统的关键技术之一,因此,研究高压密相煤粉气力输送的机制有重要现实意义。粉体高压密相气力输送过程中固相浓度高,流动形态复杂,相关的流动规律和机制认识不够清晰,缺乏成熟的理论基础。本文以国家“973”课题“高压下不同载气多原料超浓相气力输送机理及流动特性研究（2010CB227002-02）”为背景,研究褐煤煤粉水分对其气力输送特性的影响机制,并在本课题组已有的氮气高压密相煤粉气力输送数值模拟研究成果的基础上,对弯管多相流模型的修正、双组分颗粒流模型的建立以及复杂管路的高压密相气力输送过程的模拟等问题进行深入研究。本文在已有高压密相气力输送装置上考察了褐煤在不同含水率、不同工况下的输送特性,并获得一种褐煤煤粉在高压密相气力输送过程中稳定性的判断方法。试验结果表明,褐煤煤粉的流动性、输送特性及输送稳定性随煤粉外水分的增加呈现出先平缓变化后急剧变化的趋势,将休止角和HR指数随煤粉外水分变化的急剧转折点对应的煤粉外水分值定义为褐煤... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 高压密相气力输送的研究概况
        1.2.1 高压密相气力输送的试验研究
        1.2.2 高压密相气力输送的数值模拟研究
    1.3 本文研究内容
    1.4 本章小结
第二章 褐煤煤粉高压密相输送特性的试验研究
    2.1 试验系统
        2.1.1 输送实验台
        2.1.2 试验煤种
        2.1.3 休止角、HR指数测量
    2.2 结果和分析
        2.2.1 外水分对褐煤流动性的影响
        2.2.2 外水分对褐煤输送性能的影响
        2.2.3 外水分对褐煤煤粉气力输送稳定性的影响
    2.3 本章小结
第三章 垂直弯管段高压密相输送特性的数值模拟
    3.1 气固两相湍流流动的数学模型
        3.1.1 控制方程
        3.1.2 颗粒动理学
    3.2 边界条件
        3.2.1 进出口条件
        3.2.2 壁面条件的修正
    3.3 模拟条件
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 壁面摩擦对模拟结果的影响
        3.4.2 弯管整体流动过程的分析
        3.4.3 补充风对垂直弯管压降的影响
        3.4.4 补充风对垂直弯管流动特性的影响
    3.5 本章小结
第四章 双组分颗粒流高压密相输送特性的数值模拟研究
    4.1 气固湍流流动的数学模型
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 颗粒动理学理论
        4.1.3 边界条件
    4.2 模拟参数设置
    4.3 模拟结果与讨论
        4.3.1 双组分颗粒流与单组分颗粒流的对比分析
        4.3.2 双组分颗粒流的流动特性分析
        4.3.3 不同表观气速对双组分颗粒流流动特性的影响
        4.3.4 不同粒径分布对双组分颗粒流流动特性的影响
    4.4 本章小结
第五章 复杂管路的高压密相气力输送数值模拟
    5.1 气固两相流的数学模型
        5.1.1 数学模型
        5.1.2 边界条件
    5.2 模拟条件
    5.3 模拟结果与讨论
        5.3.1 垂直向下转水平弯管段
        5.3.2 水平转水平弯管段
        5.3.3 水平转垂直向上弯管段
        5.3.4 垂直向上转水平弯管段
        5.3.5 水平转垂直向下弯管段
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的论文及专利



本文编号：3270794