文丘里洗涤器压力损失试验研究

使用空气-水系统,试验研究文丘里洗涤器操作参数(液气比、喉管气速)及喉管长度对其压力损失的影响.结果表明,喉管气速对压力损失的影响比液气比的大,压力损失随液气比增加呈线性增加,而随喉管气速的变化基本为平方关系.在此基础上,探讨了在文丘里洗涤器设计时如何根据捕集效率优化设计文丘里喉管长度.     

低速文丘里高效除尘器

文丘里除尘器的压力损失主要是高速气水混合射流通过喉管而造成的，通过喉管的压力损失与射流速度的平方成正比，低速文丘里高效除尘器，是根据液流的最优捕尘液粒粒径范围在100-800μm的范围来选定适当的喉管内气流和水滴的相对速度，而使这个相对速度选定为15-20m/s，这样使这一速度比普通文丘里除尘器的相对速度小（4-8倍）-（3-6倍），故通过喉管的压力损失至少小9倍，再加上混合射流与帽罩壁的碰撞和紧接着形成的帽罩侧壁孔的水幕的再次除尘使该除尘器的除尘效率达到97%以上。     

载气入口速度与超细干粉灭火剂流动阻力关系的模拟试验

借助Fluent软件,应用欧拉双流体模型,对平均粒径为18.7μm的超细BC干粉灭火剂在水平直管内的运动过程进行模拟,研究了载气入口速度与单位管长压降的关系,结果表明,当载气速度最小为5 m/s时,压降随气速减小而降低。结合管内的浓度固相体积分数分布和速度分布特性的分析可知:当气速较小时,灭火剂的体积分数分布呈管顶小、管底大,此时管顶速度大、管底速度小;气速增大时,灭火剂的体积分数分布呈圆环形,管内速度分布类似单相流,管内的剪切力、相间的曳力作用增强而导致压降增大。超细干粉输送流量一定时,每个输送流量下载气存在一个转捩速度,输送流量大,转捩速度大。将压降的计算值与试验值进行比较分析,两者的误差为-30%~+25%,该误差在允许范围内,表明选用的模型和计算方法准确性高,预测性好。     

喉间距对自吸式文丘里引射量的影响研究

以自吸式文丘里洗涤器为研究对象,建立以空气-水为工作介质的耦合理论模型,并搭建相应的实验装置,用于研究喉间距和喉部压差对自吸式文丘里引射量的影响。由理论分析与实验结果可知,自吸式文丘里引射量受操作条件和结构参数共同影响。其中,喉部静压通过喉部气速、高度差和阻力损失共同作用影响文丘里引射量;喉部间距对自吸式文丘里引射量影响较复杂。低于某一临界喉部气速时,引射量与喉部间距成正比;高于该气速后,喉部间距增大,引射量急剧减小。该研究为自吸式文丘里洗涤器结构设计、引射效率评估及参数优化等提供了可靠的理论支持。     

自吸式文丘里洗涤器引射量实验研究

以自吸式文丘里洗涤器为研究对象,采用空气-水为工作介质,针对喉部气速、吸液口静压差、喉部间距等因素对文丘里洗涤器引射特性的影响进行实验研究。结果表明,随着喉部气速的增加,文丘里洗涤器引射量呈快速增长趋势,且吸液口静压差越高增长越明显,但喉部气速过大会加剧液相贴壁流动现象,降低气液接触效率;吸液口静压差对洗涤器引射量的影响程度与喉部气速有关,当喉部气速超过66. 5 m/s后,增大吸液口静压差会显著提高洗涤器引射量;喉部间距增大会降低洗涤器引射量,但有利于液相分散,强化气液相间接触,与常规文丘里脱硫除尘液量需求相比,自吸式文丘里洗涤器引射量大,实验工况下液气比最大可达3. 95 L/m3。     

不同喷雾方式下低阻文丘里振弦栅除尘配置优化实验研究

为了对比径向外喷和轴向喷雾下的低阻文丘里振弦栅耦合除尘效果，以除尘效率和系统阻力为参照，选定喉管气速、振弦栅数、纤维丝间隙和喉管液气比进行单因素实验。结果表明2种喷雾方式的除尘效率和系统阻力的变化趋势相同。利用SPSS软件进行4因素3水平正交实验设计，在特定参数条件下，2种喷雾方式的因素影响排序相同，除尘效率为纤维栅数＞纤维丝间隙＞喉管气速＞喷雾量；系统阻力为喉管气速＞纤维栅数＞纤维丝间隙＞喷雾量；径向外喷最佳配置为喉管气速24 m/s、喷雾量2.3 L/min、2块间隙为0.8 mm纤维栅板；轴向喷雾为喉管气速28 m/s、喷雾量2.4 L/min、2块间隙为0.8 mm纤维栅板；在最优配置下的除尘性能为径向外喷＞轴向喷雾。     

影响文丘里除尘器性能的因素分析研究

分析研究了影响文丘里除尘器性能的因素,对多种影响因素与除尘效率、阻力及漏风之间的关系进行了回归分析,并推出了文丘里除尘器烟气带水的计算公式,为文丘里除尘器的设计、维护及安全经济运行提供了依据。     

基于文丘里效应的排烟风机出口优化设计

为改善某型排烟风机性能,本文基于文丘里效应对其出口进行了优化设计。分析确定了影响文丘里出口性能的主要因素。通过正交设计对不同因素配置的方案进行了仿真实验,利用综合评分法和极差分析法确定了各因素的主次顺序,获得了最优组合,即渐缩比为0.5、渐缩角为0.96rad、位置参数b为0.6、位置参数c为0.5,喉管长径比为1.3。对最优组合进行了实验验证,结果表明:选取最优的文丘里出口设计方案,可以使排烟风机总排烟量提升35.4%,出口烟气流动不稳定性也得到了改善。证明利用文丘里效应进行风机出口优化设计的方案是有效的。     

降膜对喷淋塔吸收特性的影响

吸收液在喷淋塔内以液滴和降膜两种形式存在,为了深入考察降膜对喷淋塔吸收特性的影响,以多孔分布板代替传统的压力式喷嘴,实现了降膜和液滴流量的可控调节,结合喷淋塔流体力学特性和双膜理论,建立了液滴及降膜的传质模型,并进行了试验验证,通过定量计算,分别考察了喷淋量及空塔气速对降膜吸收速率分率的影响.结果表明:所建模型可以较好地模拟喷淋塔脱氨过程,相对误差小于4％;降膜吸收速率分率几乎不随空塔气速而变化,但随喷淋量增大而减小;当大量吸收液在塔内壁形成降膜时,要达到相同吸收率所需喷淋液量将更大.     

一种细水雾喷雾除尘装置除尘性能影响因素数值模拟

为探究细水雾喷雾除尘参数对除尘性能的影响，构建欧拉气相-欧拉粉尘-离散雾滴相耦合的3相流计算模型，同时考虑除尘过程中雾滴蒸发的影响，在气液固3相耦合基础上加入蒸发模型。将建立的模型与文献中的试验数据进行对比校验，数据偏差在15%内，表明所建模型可靠。基于建立的模型，开展了雾滴粒径、雾滴速度、尘域环境温度、风机风速等参数对除尘性能影响的模拟研究。结果表明：1)在模拟范围内，考虑雾滴蒸发综合作用影响下，较大雾滴粒径时，喷雾除尘效率随雾滴粒径的减小而增大，当雾滴粒径小于20μm时，喷雾除尘效率随雾滴粒径的减小而减小；2)喷雾除尘效率随雾滴速度的增大而增大，但当雾滴速度增加到25 m/s以上时，喷雾除尘效率随雾滴速度的增大而减小；3)喷雾除尘效率随尘域环境温度的升高而下降；4)喷雾除尘效率随风机风速的升高而下降。研究结果可为细水雾喷雾除尘装置的设计与使用提供理论参考。     

袋式除尘器喷吹管的气流均匀性研究

针对袋式除尘器喷吹气流不均匀性的问题,利用CFD数值模拟建立含有不同结构参数的喷吹管气流分布模型,通过正交试验方法,选取了喷吹管管径D,喷嘴孔径d,喷嘴个数N,喷嘴间距L及喷嘴长度H为主要因素,选取L25（56）正交表得到25组方案,用方差分析法找到了影响喷吹气流不均匀性的主要因素,并采用流量修正和重复迭代的方法对喷嘴孔径进行优化设计,获得较好的气流量分布,为喷吹管设计提供了参考;对修正后的喷吹管,得到不同入口流量下的喷吹管气流不均匀的变化情况。     

消防脉冲水枪喷嘴结构优化研究

为了进一步提高脉冲水枪的灭火效率，采用CFD技术对维多辛斯基曲线结构、锥直结构和锥角结构3种喷嘴结构进行选型优化。CFD数值模型采用RNG k-ε方法模拟湍流，利用VOF模型追踪管道内部及外部流场的气液界面，研究了不同喷嘴结构对气液分布、能量转化、速度分布的影响，并结合水室中水的体积分数和出口速度曲线图对喷射周期进行分析。研究结果表明:维多辛斯基曲线结构射流周期T=14.8 ms、锥直结构T=15.4 ms、锥角结构T=17 ms；维多辛斯基曲线结构和锥直结构的出口速度衰减较缓慢，喷嘴前端的圆柱结构能提高射流速度的稳定性；维多辛斯基曲线结构喷嘴的出口速度更稳定、集束性更好、能量转化率更高，且产生的射流水柱呈锥式逐渐扩散，动能集中分布在轴线附近，能有效增大喷射距离，提高脉冲水枪的灭火效率。     

旋风除尘器内生物质飞灰颗粒浓度分布特性研究

鉴于生物质气化站旋风除尘器内飞灰颗粒的浓度较高且难以测量,其分离效率与高温强旋湍流场密切相关,为获得其内部飞灰颗粒的浓度分布特性,研究分离效率与生物质燃气温度及其速度的关系,借助计算流体力学(CFD)软件,并结合气化站旋风除尘器的特点建立仿真模型;然后以气化炉产出的高温燃气为研究对象,应用气体-颗粒耦合模型对风流-飞灰的耦合运移情形进行数值研究。结果表明:旋风除尘器环形空间内出现"顶灰环"现象;筒体空间对飞灰的分离能力明显优于环形空间;锥体和筒体内颗粒浓度分布曲线为两边高、中间低的浴盆曲线;燃气温度升高,飞灰在同一径向位置的浓度升高;旋风除尘器分离效率有随燃气进口速度的增加而先增高后降低的趋势。     

填料塔-文丘里耦合洗消设备研发与H2S洗消效率分析*

为提高H2S泄漏应急处置效率，分析H2S洗消效率影响因素，采用ASPEN模拟与实验相结合的方法获取填料层-文丘里耦合设备关键设计参数，研究进气量、入口浓度、液气比等参数对H₂S洗消效率的影响规律，并搭建填料层-文丘里耦合H2S洗消设备。结果表明:填料层-文丘里耦合洗消设备最大洗消效率达91%，可以高效处置H₂S泄漏危机。     

圆锥形喷嘴出口直径对水射流冲击动力特性的影响研究*

为探讨喷嘴结构对水射流冲击动力特性的影响,以圆锥形喷嘴为研究对象,基于COMSOL数值模拟软件,建立不同出口直径的圆锥形喷嘴模型,研究出口直径对水射流冲击动力特性的影响。研究结果表明:圆锥形喷嘴水射流冲击煤岩体过程中,不同喷嘴出口直径下水射流流场分布特征相似,整个流场可分为集中区、发散区、回流区和卷吸区4个区域,随喷嘴出口直径增大,卷吸区逐渐消失,其余3个区域分布也明显减弱;煤岩体应力分布可分为中心应力集中区和两侧应力集中区,随喷嘴出口直径不断增大,中心应力集中区与两侧应力集中区的范围逐渐减小,当喷嘴出口直径为6 mm时,两侧应力集中区基本消失;主体段入口速度恒定条件下,圆锥形喷嘴优选以2~3 mm出口直径为宜,此时水射流冲击煤岩体效果较佳,且不会对喷嘴产生结构破坏。     

生物质灰在高温旋风除尘器内捕集过程数值研究

生物质气化站旋风除尘器的内部流场为高温强旋湍流流场,研究其中生物质飞灰颗粒在该高温流场中的运动和分布规律十分必要。鉴于高温下测量飞灰颗粒的运动和分布规律较为困难,应用FLUENT软件对高温旋风除尘器内部风流-飞灰耦合运移规律进行数值模拟。研究结果表明:高温旋风除尘器内部的静压、动压和全压分布均呈现良好的轴对称性;飞灰颗粒整体浓度分布呈螺旋状分布,分离空间的浓度较高,而环形空间顶端出现"顶灰环"现象,器壁附近则呈现波浪状;当燃气温度为200℃时,旋风除尘器的分离效率在风速为24 m/s时最高;在生物质气化站的实际生产过程中,应根据进入旋风除尘器燃气的实际温度来调节风机参数,以使燃气的进口速度调到最佳,进而使分离效率达到最优。     

气水喷嘴雾化特性实验研究

为研究不同类型气水喷嘴的雾化效果及气体流量和水流量对雾化效果的影响,基于实验室自行设计的气水喷雾实验系统,利用JL-3000型激光粒度分析仪及电磁流量计和转子流量计对气水喷嘴流量特性及最佳工况条件进行了实验研究。采用origin软件对数据进行分析得到雾化粒径及雾滴相对尺寸ΔS随气体流量及水流量的变化曲线,并以此衡量喷嘴的雾化效果。利用喷雾学、流体力学及多相流等理论对实验现象进行分析并得到喷嘴的最佳工况条件。实验结果表明:当水流量一定时,随着气体流量的增加,雾滴粒径减小速度由快变慢。当气体流量为80 L/min时,水流量为5 L/h即气液比为960时干雾喷嘴雾化效果最好,扇形喷嘴和锥形喷嘴气水流量分别为100 L/min,5 L/h和140 L/min,5 L/h,即气液比分别为1 200和1 680时其雾化效果最好。通过对比最佳雾化效果发现干雾喷嘴的雾滴粒径及雾滴相对尺寸最小,可以达到更好的雾化效果和经济效益。     

基于CFD-DEM的旋风除尘器内气固流动特性研究

为了研究旋风除尘器内气固流动特性,采用CFD-DEM耦合算法研究不同入口气体速度下旋风除尘器内颗粒流态、静压、径向速度及轴向速度分布特征。结果表明:煤屑颗粒在离心力和径向曳力的作用下以螺旋颗粒条带靠近除尘器的壁面稳定向下移动,随着入口风速的增加煤屑颗粒条带变宽,条带与除尘器的第1次接触的拐点上移,螺距减小;除尘器内部压力轴向变化较小,径向变化较大,随着入口气体速度增加,除尘器壁面附近高压区范围和压力也随之增加,除尘器上方和下方的负压区变宽并朝轴向方向延伸;随入口气体速度增加,除尘器内径向速度和轴向速度逐渐增加,煤屑颗粒在除尘器中部聚集较多,煤屑停留时间变长,入口气体速度为15 m/s时,煤屑颗粒在除尘器内停留时间最长。     

静电文氏管动态除尘

静电除尘器是一种干式除尘器,二次扬尘问题严重;文氏管除尘器是一种湿式除尘器,虽解决了粉尘二次飞扬问题,但对于超微域粉尘的去除效率不高。法国LAB公司在七十年代成功地把静电除尘和文氏管除尘器结合在一起,叫“静电文氏管动态除尘器”(简称EDV除尘器)。 静电文氏管动态除尘器的优点是,既能高效去除超微域粉尘,又不会产生二次扬尘。 静电文氏管动态除尘器的工作过程见附图:含尘气体2(最好是先使含尘气体经饱和水蒸汽处理)进入文氏管4的喉管3时,由于速度变快,静压头的降低(柏鲁努利定理)而发生绝热膨胀,炮和水蒸汽变成过饱和而有微水滴…     

文丘里旋风水膜除尘器利用废碱液脱硫的试验研究

试验研究了文丘里旋风水膜除尘器利用废碱液进行烟气脱硫时,主要参数对脱硫效率的影响,并运用双膜理论对试验结果进行了分析,结果表明该方法可达７０％－８０％的脱硫效率,本研究的除尘脱硫一体化的设计及利用废碱液除尘脱硫的运行操作提供依据。