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>>>计算经验 1.叶片级数对低NOx燃烧器阻力特性影响的数值模拟 摘要:针对火电厂煤燃烧过程NOx排放量过大的问题,采用低NOx燃烧器的低NOx燃烧技术来尽量降低NOx的排放。在设计低NOx燃烧器时,需要同时解决几个方面的问题—煤粉燃烧的高效率、稳燃、防结渣和高温腐蚀及低NOX排放;低NOx燃烧器的性能指标是在保证较小的浓淡风比RQ的情况下,能够获得理想的浓缩率Rn而且总阻力系数比较小。利用FLUENT对叶片级数对低NOx燃烧器阻力特性的影响进行数值模拟研究,得到了四级和五级叶片的燃烧器的性能参数,以及各级叶片级数对燃烧器阻力大小的影响。通过对比分析,采用五级叶片的燃烧器在保证较好的性能参数时,其阻力最小。
2.单级锥形分离器结构优化的数值模拟研究 摘要:浓淡旋流煤粉燃烧技术具有高效、稳燃、低NOx排放、防结渣及防高温腐蚀等优点,而煤粉浓缩器是实现这项技术的核心部件。单级锥形分离器的基本结构参数是:阻塞比、迎流角和背流角;基本性能指标是阻力系数、中心风比和中心浓缩率。本文利用FLUENT软件,采用气相k-ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型对单级锥形分离器的气固两相流场进行了数值模拟,对单级锥形分离器的结构参数对其性能指标的影响规律进行了研究。
3.分级燃烧超超临界锅炉炉内燃烧及NO生成的数值模拟 摘要:超超临界机组在国际上已是商业化的成熟的发电技术,经实际运用证明,超超临界发电技术在可用性,经济性,可靠性,运行灵活性和煤洁净燃烧等方面均有一定的优越性。超超临界锅炉对炉内热负荷分布要求较高,且对其环保性有一定的要求,为优化其炉内热负荷分布并预测燃烧过程和NO排放,本文利用计算流体力学软件PHOENICS,对玉环电厂1000MW超超临界锅炉分级燃烧系统的炉内燃烧过程及NOx排放进行了三维数值模拟。并将NO生成的数值模拟作为炉内过程模拟的后处理过程,采用扩展的Zeldovich机理描述热力型NO的生成,采用De’Soete提出的HCN衰减总体反应机理描述燃料型NO的生成,考虑了焦炭对NO的还原作用,忽略快速型NO的生成。模拟结果显示该锅炉炉内温度分布合理,燃尽情况好,且分级燃烧技术能有效抑制炉内NOx的生成。
4.旋风分离式煤粉燃烧器的气固两相数值模拟 摘要: 旋风分离式煤粉燃烧器是一种利用旋风分离原理进行煤粉浓缩的浓淡煤粉燃烧器,是W型火焰炉的重要部件,对其燃烧器气固分配特性的研究就显得十分必要。为解决这些问题,对其燃烧器气固分配特性的研究就显得十分必要。本文使用Fluent软件对旋风分离式燃烧器的实验室模型进行了气相及气固两相的数值模拟,对其在主喷口侧和乏气口侧的气相及固相分配进行了研究。结果表明,乏气口侧的空气及固相分别占入口总量的35%和10%左右,说明其浓缩效果并不是很好,这与实验能够很好的吻合。为改善其浓缩效果,通过模拟,提出了增大乏气管直径的方案,当乏气管直径由80mm提高到100mm时,乏气侧空气占到总风量的60%,而粉量的百分比变化不大。所得结论得到了实验的验证。同时,本文对其阻力特性进行了一定的探讨。通过与实验的对比,可以得出:对于旋风分离式燃烧器的数值模拟能够满足一定的精度,可以应用于对其特性的研究。
5.半干法脱硫塔塔内流动数值模拟 摘要:本文采用FLUENT软件中自带的离散相模型,对一个循环流化床烟气脱硫实验台的脱硫塔内的流动情况进行模拟。模拟的重点是烟气和喷嘴喷出的雾滴的气液两相流动。模拟中烟气被简化为热空气,石灰浆雾滴被简化为水滴。喷嘴处的液体雾化模型采用的是FLUENT软件提供的气流式雾化器模型。首先模拟了单相气流的稳态流动。在此基础上,加入颗粒相,采用离散相模型对气雾两相流动进行了模拟。在计算中,通过对不同入口烟气流速、不同雾化压力进行了分别模拟,得出了雾化喷嘴喷出的气体和雾滴的运动轨迹和碰壁情况以及雾滴蒸发对整个脱硫塔内速度场和温度场的影响。这为进一步的排烟双循环流化脱硫工艺的工程设计或中间试验提供参考。
6.叶片间距变化对浓缩器性能参数影响的数值模拟 摘要: 本文利用FLUENT6.1软件对具有不等间距叶片的浓缩器内叶片间距变化对浓缩器性能参数的影响进行了数值模拟。主要考虑在二维情况下只改变浓缩器叶片间距时,浓缩器性能参数的变化。在网格划分方面采用三角形网格。并介绍了在二维情况下进行气固两相冷态模拟时的一些基本步骤。
7.两种旋流燃烧器气固流动特性的数值研究 摘要:从燃烧器的入口开始,对燃烧器一、二次风通道,燃烧器区域的气固流动进行了数值模拟,经(Radial Bias Combustion)RBC燃烧器的模拟结果与三维(Phase-Doppler anemometry)PDA试验结果相对比,吻合较好。在此基础上,对(Central-Fuel-Rich)CFR燃烧器的气固流动进行了数值模拟。通过分析各自的气相速度分布以及颗粒运动轨迹,认为CFR燃烧器一次风的射流刚性要大于RBC燃烧器,一次风与二次风的混和较迟,煤粉高浓度区域集中在燃烧器中心,煤粉颗粒运动轨迹较长,有利于煤粉的着火和降低NOx的排放。因此,CFR燃烧器与RBC燃烧器相比,是一种更先进的低NOx燃烧器。
8.单炉膛双切圆锅炉炉内空气动力场的数值模拟 摘要:采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对某一台单炉膛双切圆锅炉炉内的空气动力场进行数值模拟研究,着重研究了下﹑中﹑上层燃烧器区域喷口截面上的速度矢量分布。计算结果表明:由于燃烧器布置在前后墙,使得燃烧器喷口连线成矩形,从而使得炉内气流流场均为椭圆形,且椭圆的长轴沿炉膛高度方向不断变化;在燃烧器区域的中下部,Y方向的气流旋转直径沿炉膛高度方向减小,两侧墙处的气流贴壁现象沿炉膛高度方向逐渐消失;但沿炉膛高度方向在燃烧器喷口截面前后墙处,均有气流刷壁现象存在,从而在热态运行时,在前后墙处易出现高温腐蚀和水冷壁结渣现象;炉内左右旋转气流的速度分布对称度较好。
>>>实用技巧 9.数值仿真自动化之Gambit参数化建模 摘要:参数化建模是参数优化的基础和前提。作者结合自己的学习体会对gambit参数化建模进行了简要介绍,并对其中一些常用的函数进行了举例说明,最后给出一个实例。
10.流体可压缩与不可压缩的求解 摘要:在数值模拟过程中经常会遇到可压流体与不可压流体的问题。如果流速比声速小得多时,如流速不到声速的0.2~0.3倍时,流体的密度变化可以忽略不计,这时流动可视为不可压流动。本文在简单介绍流体可压缩性概念的基础上,针对一个具体问题,介绍一下可压与不可压模拟过程中遇到的不同参数的设置情况,以及在模拟过程中大家要注意的一些地方。
11.VOF模型在自由液面模拟中的应用 摘要:VOF模型是通用多相流模型的一种,在大泡模拟、气液界面模拟、分层流等方面用得较多。本文主要介绍VOF在水流跌落后自由液面变化(即泄洪堰水流自由面的变化)方面的模拟。 12.法兰密封中螺栓与螺栓孔的传热学模型建立 摘要:建立法兰密封中螺栓与螺栓孔的传热学模型,将辐射换热、对流换热、导热转化为螺栓与螺栓孔间空气层的当量导热,计算了不同规格螺栓在不同温度下的当量导热系数,结果表明:对所有规格的螺栓,空气层的对流换热可以完全忽略;当量导热系数随温度变化是近似线性变化的;导热是主要热传递方式,辐射换热总体比例不超过35%。
>>>理论基础 13.Phoenics中的方程求解方法 摘要:不同的计算软件对控制方程有不同的求解方法,求解方法选择的不对有可能导致计算结果出现偏差。本文将就phoenics中的方程求解方法进行阐述。
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