氣固兩相流阻力式濃度測量方法研究.pdf

1、氣固兩相流技術在工業(yè)上越來越廣泛的應用，使有關兩相流濃度測定的相關研究顯得越發(fā)重要了。如電廠鍋爐運行過程中，一次風送風管道內煤粉濃度測量準確與否，對整個鍋爐穩(wěn)定運行的調節(jié)起著極其重要的作用。因此，探尋能夠準確，直接，可靠的在線測量兩相流濃度的方法一直是兩相流研究中備受關注的課題。 靶式流量計是一種用途廣泛的流量測量儀器，它具有獨特的優(yōu)點。已有學者將其用于氣固兩相流濃度的測量，并初步證明了它的可適用性。如若其能更好的應用于氣固兩相

2、流濃度測量，就有必要對以下幾個問題進行研究：何種靶片對兩相流濃度較敏感、為何敏感、靶片周圍存在著什么樣的流場、靶片受力與兩相流流速及濃度有何種規(guī)律。 本文通過數(shù)值模擬和實驗研究兩種方式，初步研究了上述問題。 以軟件FLUENT為工具，采用湍流粘性離散相射流模型和SIMPLE算法，對研究對象建立了模型。對七大系列靶片的幾何尺寸及迎風角與靶片受力的關系做了模擬，得到了它們的關系，并從中發(fā)現(xiàn)了對濃度變化最敏感的四大系列靶片(錐

3、型內面球冠靶、球形靶、凸球形內面球冠靶、凹球形內面球冠靶)，其中凸球形內面球冠靶對兩相流濃度變化最為敏感，針對結果簡單分析了原因。以凸球形內面球冠靶為研究對象，在同濃度(包括純空氣)情況下，對它做受力與兩相流流速關系的模擬，對比發(fā)現(xiàn)靶片受力與兩相流流速呈二次函數(shù)關系，且隨兩相流濃度的增加靶片受力對流速變化愈加劇烈。對三個獨立變量(靶片受力、兩相流流速、加粉量)的關系建立了微分方程，并依據此微分方程，以軟件SPSS對兩相流模擬結果予以擬合

4、，得到了三個獨立變量的關系，擬合誤差很小。 搭建實驗臺后，集中對四件兩相流濃度響應效果較好的靶片做了實驗研究。純空氣實驗中，得到靶片受力和風速呈平方關系，與數(shù)值模擬的結果相吻合。兩相流實驗中，一方面，發(fā)現(xiàn)濃度大致相同的情況下，實驗中靶片的受力均小于模擬中靶片的受力，這主要是由于實驗和模擬中風速條件不同造成的；另一方面，發(fā)現(xiàn)在兩相流濃度、流速大約一致的情況下，四個靶片受力的大小順序和模擬的情況完全一致。均為凸球形內面球冠靶受力最大