复杂结构烟道烟气流动特性的数值模拟研究

发布时间：2022-12-23 06:59

　　随着我国经济的快速发展,能源消耗和环境污染成为当下面临的重大难题。为降低锅炉排放烟气时产生“湿烟羽”,近年来在相关部门的倡导和企业的支持下,已有很多电厂开展了加装烟羽脱除设备的改造工程。然而由于施工现场设备众多且设备安装占用空间较大,使得烟道流场不均匀,这不仅影响加装设备的工作效率,也会造成烟道因冲刷而产生磨损泄露等问题,故烟道流场优化是必须考虑且要解决的问题。本文依托陕西某热电厂的实际工程项目,根据实地考察测量和整理初始设计资料所得数据,对锅炉尾部到除尘器段的烟道进行方案优化设计。此段烟道加装烟气冷却器,且安装空间相对紧凑,故烟道流场的均匀性很难得到满足。本文采用Fluent软件对该管段进行物理建模和数值模拟,先通过改变烟道弯头的形式,选取适合本项目的弯头方案,再通过改变导流板安装方式以及弯头进出口是否进行变径,做出进一步的优化分析,从而确定最适合本项目的烟道方案,最后通过模拟不同烟气入口速度对方案进行验证。研究结果表明,圆形弯头在四种弯头形式中的流场分布相对较为均匀,其两个弯头的45°截面和设备入口段截面的速度分布偏差系数分别达到了 17.6%,20.2%,15.2%,具有较高的优... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 弯管内流场的实验研究现状
        1.2.2 弯管内流场的数值模拟研究现状
        1.2.3 弯管内流场均匀性的研究现状
    1.3 本文研究内容及研究方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
2 复杂烟道数值计算基本理论及方法
    2.1 计算流体力学概述
    2.2 控制方程
        2.2.1 质量守恒方程
        2.2.2 动量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 离散化方法及选择
        2.3.1 控制方程的离散
        2.3.2 离散方程求解
    2.4 多孔介质模型
        2.4.1 多孔介质简介
        2.4.2 多孔介质方程
    2.5 本章小结
3 不同形式的弯头对烟道流场特性的影响
    3.1 工程概况
        3.1.1 工程概况介绍
        3.1.2 气象条件
    3.2 模型的建立
        3.2.1 物理模型
        3.2.2 边界条件设定
        3.2.3 模型简化及假设
    3.3 不同形式的弯头对烟道流场特性的影响
        3.3.1 圆形弯头对烟道流场特性的影响
        3.3.2 方形弯头对烟道的流场特性的影响
        3.3.3 外方内圆形弯头对烟道的流场特性的影响
        3.3.4 外圆内方形弯头对烟道的流场特性的影响
    3.4 对比分析
    3.5 本章小结
4 导流板对烟道流场特性的影响
    4.1 均匀分布的导流板对烟道流场特性的影响
        4.1.1 单片均匀分布导流板对烟道流场特性的影响
        4.1.2 双片均匀分布导流板对烟道流场特性的影响
        4.1.3 三片均匀分布导流板对烟道流场特性的影响
    4.2 非均匀分布的导流板对烟道流场特性的影响
        4.2.1 单片非均匀分布导流板对烟道流场特性的影响
        4.2.2 双片非均匀分布导流板对烟道流场特性的影响
        4.2.3 三片非均匀分布导流板对烟道流场特性的影响
    4.3 对比分析
    4.4 本章小结
5 方案优化及验证
    5.1 圆形弯头的优化
        5.1.1 弯头内半径缩小后对烟道流场特性的影响
        5.1.2 弯头内外半径缩小后对烟道流场特性的影响
    5.2 不同烟气入口流速对烟道流场特性的影响
        5.2.1 烟气入口速度8m/s时烟道内流场特性
        5.2.2 烟气入口速度15m/s时烟道内流场特性
    5.3 弯头前后变径对流场特性的影响
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 本文结论
    6.2 建议与展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3724951