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锅炉一次风通过节流孔板时的数值模拟-【新闻】

时间:2021年04月08日

锅炉一次风通过节流孔板时的数值模拟

分类号:O242.2:TK223.2 文献标识码:A

文章编号:2222-226222-2262-23Numerical Simulation of a Boiler Primary-Air Flow through a Throttle Orifice-platePan Weiguo Shen Feng Zheng Puyan, et al

Abstract:A numerical simulation was conducted of the air and pulverized-coal multi-phase flow pattern after an adjustable throttle orifice-plate was installed in the pulverized-coal horizontal feed-pipe of a boiler combustion system. It has been found through the above-mentioned simulation that an effective numerical simulation method consists in the following:a gas-phase turbulent flow model is first described by the use of a K-ε dual-equation model and with the help of SIMPLE algorithm the gas-phase speed field can be calculated. Then, a FSRT model and Lagrange method are employed to calculate the particle field characteristics.

Key words:gas-solid multiple-phase flow, numerical simulation▲2 引言

气固多相流广泛存在于能源、化工和冶金等行业,电站锅炉一次风管内煤粉与空气的混合物 是典型的气固多相流动,对其进行研究有着重要的理论意义和工程应用价值。

在气固多相流动研究过程中,早期主要靠实验手段[2,2],然后随着计算机技术和 计算技 术的不断发展,多相流动进入一个新领域,数值模拟开始部分替代实验,各种计算模型不断 涌 现,先后出现了湍流粘性模型、拟流体模型以及Spalding等人提出的现在被广泛使用的k -ε双方程模型。另外,对于管壁附近的流动,先后有低Re数的k-ε双方程模型、壁面函 数法以及Gibson M M和Dafa′Alla A A[3]等人提出的q-ζ模型,而 且他 们各自分别对不同的流动状况进行了数值模拟,取得了令人满意的结果。虽然流动模型是多 样的,但由理论上综合,不外乎分成四种模型,即:无滑移模型、小滑移模型和滑移-扩散 模型、颗粒群轨道模型。其中无滑移模型、小滑移模型和滑移-扩散模型都把颗粒相当作连 续介质,其一般采用双流体模型计算;颗粒轨道模型求解一般采用Crow e[4]提出的单元内粒源法,该算法是在Euler坐标系中考察流体相的运动 ,而在Lagrange坐标系中研究颗粒群的运动。

尽管双流体模型和轨道模型被广泛采用,且有许多好的结果,但两者还不能很好地反映实际 情况,尤其象不同颗粒尺寸下产生的不同湍流扩散效果等问题。为此,有些学者在PSIC方法 的基础上,提出了FSRT模型,并用此模型计算了气固两相射流问题,结果更接近于实际工况 [5]。

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