矩形截面文丘里洗涤器的数值模拟研究

发布时间：2022-01-07 11:58

　　生物质气化过程中不可避免的会产生副产物,其中最主要的是焦油。因此开发经济高效的除焦设备,优化生物质除焦系统,提高生物质净化效率,减少能耗是实现生物质气化技术规模发展的关键性问题。随着生物质气化技术的不断发展,已出现多种生物质燃气的除焦方法,根据除焦过程所采用的原理不同,除焦方法主要有物理与热化学两大方法。文丘里洗涤器为物理湿式除焦设备,相对热化学除焦法,经济性较好。如今工程实际上已有对文丘里洗涤器效率进行研究。本文以矩形截面文丘里洗涤器为研究对象,设计物理模型及模拟方法,采用工程上常用的文丘里洗涤器的结构参数,首先通过三维建模软件CATIA进行文丘里洗涤器模型的建立,然后应用ICEM软件进行网格化分,最后通过FLUENT软件进行数值模拟研究,并与圆形截面的文丘里洗涤器进行比较,通过研究在两种不同的洗涤液喷淋形式的情况下,研究文丘里洗涤器内部的生物质燃气的流动、生物质燃气与洗涤液液滴的相互碰撞及捕捉,得到几种不同形式下的文丘里洗涤器内部流场的速度、压力等变化规律,得到速度云图,并得到变化的坐标点图。最后通过推导的数学模型得到压力损失与除焦效率之间的关系,分别得到几种情况的除焦效率,并进行... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 文丘里洗涤器的国内外研究现状
        1.2.1 生物质气化技术
        1.2.2 生物质燃气洗涤技术
    1.3 CFD及软件的介绍
    1.4 本课题的研究内容及意义
        1.4.1 研究的内容
        1.4.2 研究的现状及意义
2 多相流的数学模型及计算方法
    2.1 多相流的特点及研究方法
        2.1.1 多相流的特点
        2.1.2 多相流的研究方法
    2.2 湍流数值模拟方法
        2.2.1 雷诺平均法(RANS)
        2.2.2 大涡模拟(Large Eddy Simulation)-(LES)
        2.2.3 直接模拟(DNS)
    2.3 固体壁面的处理方法
    2.4 本章小结
3 文丘里洗涤器的除焦机理及数值计算
    3.1 流体力学基本原理
        3.1.1 流体的基本物理性质
        3.1.2 流体力学的基本方程
        3.1.3 流体流动的描述方式
    3.2 文丘里洗涤器的数学控制方程
        3.2.1 欧拉-拉格朗日控制方程
        3.2.2 湍流模型的选择与控制方程
        3.2.3 离散相颗粒运动控制方程
    3.3 文丘里洗涤器的除焦原理
    3.4 本章小结
4 矩形截面洗涤器的数值模拟
    4.1 洗涤液顺喷式文丘里洗涤器的前期处理
        4.1.1 文丘里洗涤的几何尺寸的选定
        4.1.2 文丘里洗涤器材料的选取
        4.1.3 几何模型的建立
        4.1.4 网格的划分
        4.1.5 边界条件的设置
        4.1.6 数值求解
    4.2 洗涤液横喷的文丘里洗涤器
    4.3 本章小结
5 数值模拟结果的分析与比较
    5.1 洗涤液顺喷的两种截面洗涤器比较
        5.1.1 洗涤器静压变化分析与比较
        5.1.2 洗涤器动压变化分析与比较
        5.1.3 洗涤器速度变化分析与比较
        5.1.4 洗涤器湍流变化分析与比较
        5.1.5 洗涤器壁面切应力变化分析与比较
        5.1.6 洗涤器压力损失分析
        5.1.7 顺喷洗涤液轨迹
    5.2 洗涤液横喷的两种截面洗涤器比较
    5.3 文丘里洗涤器的除焦效率分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及在研期间主要成果



本文编号：3574503