新型双流喷嘴的雾化实验研究与数值模拟

发布时间：2023-10-03 21:03

　　雾化喷嘴是湿法烟气脱硫装置的核心部件，其雾化特性直接影响烟气脱硫的效率和脱硫剂的利用率。研发高效雾化喷嘴对提高脱硫效率具有重要意义。 本文从当前火力发电厂脱硫效率低的本质原因入手，结合气力式喷嘴的优点，将气力式喷嘴的原理引入到火电厂湿法烟气脱硫吸收塔中。对课题组前期开发出的一种烟气脱硫超声波雾化喷嘴进行改进，设计出了一种结构简单、可拆卸的新型双流雾化喷嘴，通过实验和数值模拟相结合的方法对其雾化特性进行了系统的研究。 实验研究了喷嘴出口孔径、出口内外锥角、气液两相压力、浆液浓度大小对雾化特性的影响。结果表明：出口孔径越大雾化平均粒径越大且均匀性越差；出口内外锥角对雾化特性影响较小；气相压力相对于液相压力和浆液浓度对雾化特性的影响更为明显；喷嘴液相体积流量随着液相压力升高而增大，随气相压力的升高而减小，浓度对其影响较小。 双流喷嘴内部流场对其雾化过程影响很大，为了解其内部的流动状态，本文通过几何模型的建立、网格的划分、控制条件的设置、计算模型参数的确定，采用Fluent软件对喷嘴内部的气液两相流场进行了模拟。模拟结果表明：气液相入口夹角增大时喷嘴出口的平均速度增大，湍流强度先减小后增加；喷...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 双流喷嘴的研究现状
        1.2.1 雾化机理的研究进展
        1.2.2 雾化实验的研究进展
        1.2.3 数值模拟的研究进展
    1.3 本文研究的目标和内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 双流喷嘴的雾化原理及实验测试方法
    2.1 双流喷嘴的雾化原理
    2.2 双流喷嘴结构的设计
        2.2.1 基本结构的设计
        2.2.2 喷嘴结构参数的确定
    2.3 实验台架的设计
    2.4 雾化性能的测定
        2.4.1 雾化粒径的测定
        2.4.2 雾化角的测定
        2.4.3 雾化流量的测定
    2.5 实验方法的设计
        2.5.1 雾化浆液的配制
        2.5.2 实验工况的确定
        2.5.3 实验过程的研究
    2.6 本章小结
第三章 双流喷嘴雾化性能的实验研究
    3.1 结构参数对喷嘴雾化特性的影响
        3.1.1 喷嘴出口孔径对雾化特性的影响
        3.1.2 喷嘴出口内外锥角对雾化特性的影响
    3.2 工作参数对喷嘴雾化特性的影响
        3.2.1 气液两相压力对雾化特性的影响
        3.2.2 浆液浓度对雾化特性的影响
    3.3 本章小结
第四章 双流喷嘴内流场模拟的 CFD 理论
    4.1 CFD 数值模拟简介
        4.1.1 CFD 的特点与发展
        4.1.2 CFD 软件的简介
        4.1.3 CFD 的基本求解过程
    4.2 基本控制方程
        4.2.1 连续性方程
        4.2.2 动量方程
    4.3 数值计算模型
        4.3.1 湍流模型的确定
        4.3.2 两相流模型
    4.4 网格划分与控制条件设置
        4.4.1 网格的划分
        4.4.2 控制条件的设置
    4.5 控制方程离散化
    4.6 收敛条件的判断
    4.7 本章小结
第五章 冷态数值模拟计算及结果分析
    5.1 几何模型的建立及网格的划分
    5.2 双流喷嘴的模拟计算
        5.2.1 模型的基本假设
        5.2.2 边界条件的设置
        5.2.3 计算模型参数
        5.2.4 模拟计算结果
    5.3 结构参数和工作参数对喷嘴内流场的影响
        5.3.1 结构参数对喷嘴内流场的影响
        5.3.2 工作参数对喷嘴内流场的影响
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3850640