喷嘴角度对脱硫塔内气液两相流场的影响

提出了采用数值模拟的方法研究喷嘴角度对脱硫塔内部气液两相流场的影响。由于实际脱硫塔尺寸庞大,给实验研究带来困难且成本很高,在数值模拟平台上,分别模拟了45°、75°和-30°3种喷嘴角度布置下脱硫塔内部速度场、温度场变化以及湍流强度的分布情况。结果表明,在角度为-30°布置时速度场变化不是很剧烈,脱硫塔进出口温差比较理想,湍流强度在脱硫塔底部较大随着塔高的增加缓慢降低,这样有助于气液两相均匀混合,并控制出口烟温,有利于提高脱硫效率。     

射流曝气的气液两相流的数值模拟

射流曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用。采用数值模拟的方法研究自吸式单级单喷射流器中的气液两相流动状况，通过对不同长径比和喷嘴面积比的射流曝气器模型的气液两相流的计算，定量分析长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与工作介质流量比的影响，为进一步设计开发新型高效的射流曝气器提供参考。     

气升式反应器气液两相流流态特性模拟

为了研究曝气强度对气升式反应器内气液两相流特性的影响,组合多相流Eulerian—Eulerian模型和液相Standardk-ε湍流模型,运用Fluent软件建立了气升式反应器内气液两相流的三维非稳态数值模拟。在曝气管布局方式一定的情况下,模拟计算获得了反应器内x轴截面处不同径向位置的气含率、液速分布情况,计算结果表明,在本文研究的曝气强度范围内,气含率随着曝气强度增加而增加,越靠近曝气池底部,升流区局部气含率越高,且气含率值波动较大;随着曝气强度的增加,曝气孔附近液速增加较明显,但随着气液两相流的上升,液速增加幅度降低;同时采用粒子图像测速（PIV）技术对液相速度进行了实验研究,实验结果与模拟结果吻合性较好。     

SMBR内气液两相流三维CFD模拟

应用CFD软件Fluent对浸没式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)内气液两相流进行数值模拟研究,重点考查曝气系统的改变对气液两相流态的影响,并结合PIV实验验证模拟结果,从而为反应器的优化设计及膜污染的控制提供理论依据。模拟结果表明,SMBR内曝气强化了气液两相紊动,膜表面液相速度沿反应器高度增加且形成循环流动,有利于膜面污染物的脱落;反应器内气含率分布不均匀,出现死区,不利于微生物的生长;经实验验证,模拟结果吻合良好。     

射流曝气的气液两相流的数值模拟

射流曝气在活性污泥处理方法中起着重要的作用.采用数值模拟的方法研究自吸式单级单喷射流器中的气液两相流动状况,通过对不同长径比和喷嘴面积比的射流曝气器模型的气液两相流的计算,定量分析长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与工作介质流量比的影响,为进一步设计开发新型高效的射流曝气器提供参考.     

新型离心式脱硫塔气液两相流数值模拟

利用FLUENT软件和SIMPLE算法对新型旋流脱硫塔的气液两相流场进行了数值模拟。计算中气相采用了RSM湍流模型,颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。分析结果表明,气相流场具有强旋流特性;喷射液滴的直径、喷淋量和烟气流速影响其在塔内的分布:喷射液滴粒径越大、喷射量越小、烟气流速越大,入口段降温越少;塔体上方截面平均浓度随液滴粒径的增加而降低,随液气比的增加而增加,随烟气流速的增加会先增加至最高值然后降低。喷淋液滴在其他运行参数不变时,平均粒径范围为0.5～1 mm,会对进口烟气起到较好的净化与降温的作用,并使塔体上方喷淋液滴在截面z=4.15 m处浓度分布均匀且覆盖率高;在保证液滴粒径较小时,通过降低烟气流速或增加喷淋量可提高液滴喷淋覆盖率,使得烟气与喷淋充分接触。计算得到的气相流场分布与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。     

气动乳化脱硫筒内气液两相流动的数值模拟

为直观地了解和分析脱硫筒内部气液两相的混合与流动规律,采用CFD仿真软件对某公司大型湿法脱硫塔内气动乳化脱硫筒内气液流动进行数值模拟,分析了加装湍流器、改变湍流器角度以及喷雾锥角对脱硫筒内气液两相流动混合的影响;选用可实现的k-ε湍流模型和DPM模型,结合SIMPLE算法对气、液两相进行数值模拟。模拟结果显示,增设湍流器与提高喷雾锥角能够有效提高气液两相紊动混合度,提高脱硫反应的传质效率。流场分布、气液混合与能量损失等的模拟结果表明：当湍流器角度为30°~36°时,加装湍流器的效果最佳;当喷雾锥角为120°~180°时,系统内喷淋液分布比较均匀,与烟气的混合比较充分,有利于脱硫反应的进行。以上研究结果可为大型电厂脱硫塔中气动乳化脱硫筒设备的设计制造与运行管理提供参考。     

基于气液悬浮旋切掺混的气动旋流塔脱硫性能测试与分析

为了研制低运行能耗和高脱硫效率的新型脱硫塔,以满足国家最新环保超低排放标准,采用基于气液悬浮旋切掺混的气动旋流塔脱除燃煤烟气中的SO₂污染物,对其内部气动旋流单元的强化传质脱硫性能进行探究,考察了空塔喷淋段和气动旋流段的喷淋层位置和液气比对脱硫效率及系统阻力的影响,并对气动旋流单元的脱硫效率进行了理论计算模拟。结果表明：喷淋层距浆液池高度越高,液滴在吸收区停留的时间越长,脱硫效率越高,系统运行阻力也越大;增加液气比,可显著提高系统的脱硫效率,单层喷淋层阻力约为150 Pa;在低pH工况下,SO₂吸收过程为液膜控制,气动旋流单元的脱硫效率较低;随着pH的增大,SO₂吸收过程逐渐由液膜控制转变为双膜甚至气膜控制,气动旋流单元的脱硫效率逐渐增强;当pH=5时,液气比=25 L·m⁻³,5层喷淋层运行工况下的脱硫效率高达99.82%。气动旋流单元的脱硫效率模拟计算结果表明：在高pH下,气动旋流单元的脱硫效率更高;当pH=5.5时,气动脱硫单元的脱硫效率为62.56%,阻力为360 Pa,实验数据与理论计算曲线吻合较好。以上研究结果可为新型高效燃煤机组脱硫超低排放改造技术的开发及其在环境污染控制领域的应用提供参考。     

臭氧接触反应器气液两相流数字图像处理方法与实验分析

在单相数字粒子图像测速度(PIV)技术的基础上,研究气液两相流动的PIV图像处理方法,采用数字掩模技术对不同相的流动信息进行标记、识别、提取与计算,编辑了相应的软件.运用改进后的PIV方法对臭氧接触反应器中气-液体两相流动进行了测试与分析.结果表明,臭氧接触反应器中液相轴向流速分布是决定反应器内水力特性的主导因素;进气流量直接影响反应器内液气两相的流速分布;随进气流量的提高,液气两相的轴向速度和横向速度均增大,同时反应器流动结构与流程分布会发生较大变化.     

四喷嘴射流曝气器性能的三维数值模拟与实验研究

应用FLUENT对四喷嘴射流曝气器在不同工况下的引射空气性能进行三维数值模拟,分析了射流器内的场分布特性与气液两相流动结构;同时建立射流器性能实验台,对四喷嘴射流曝气器的性能进行实验研究。研究表明,四喷嘴射流器性能较高,能量损失较少,两相流动结构稳定;相对于单喷嘴射流器,四喷嘴射流器的流量比和效率随压力比的变化显著;四喷嘴射流曝气器在工况4下工作性能最好,其流量比q为3.20,效率η为36%,而相似工况下单喷嘴结构流量比q仅为1左右,效率η不超过20%;数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

两相均流板对弯管中气固两相运动分布特征的影响

针对燃煤电厂烟气污染物脱除系统设备入口弯管内的气固两相分布不均的问题,提出一种两相均流板,采用CFD数值模拟的方法对比分析了安装两相均流板与常规导流装置的弯道内气流速度分布、颗粒质量浓度分布以及弯管进出口压差变化特征。结果表明：在弯管内安装两相均流板较安装导流板/三角翼挡板更优,既可以使气固两相均匀分布又可以有效降低系统的压阻,克服了常规均流装置气固两相均流效果不佳、阻力大等缺点,在较低的压阻下解决燃煤电厂烟气污染物脱除系统入口气固两相混合不均匀的问题,有效提高污染物脱除效率。     

膜生物反应器内流场动力学特性的PIV实验研究

浸没式膜生物反应器系统内膜面附近的气液两相流动力学特性对控制浓差极化和膜污染具有重要影响。应用粒子图像测速(PIV)技术对浸没式膜生物反应器内近膜面的液相流场动力学特性进行了研究。采用相分离技术灰度分辨法将通过PIV技术得到的气液两相流场图像中的液相速度场进行辨别,得到膜面附近的液相流场数据,并应用Tecplot软件计算得出液相流的涡量特性。在3 mm曝气孔径,2.5、3.0、3.5、4.5、5.5和6.5 m3/h 6种曝气强度下分析了膜面附近的液相速度场和涡量场。结果表明,曝气强度对液相流场和涡量场的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得液相速度和涡量增加,同时,分析了3 mm孔径下圆帽状气泡的动力学特性。研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。     

车载加油油气回收系统中气液两相流动特性的实验和数值模拟

合理分析车载加油油气回收系统(ORVR)内气液两相的流动特性对油气排放控制技术的实施具有重要意义。以ORVR加油系统为对象,采用高速摄像、粒子动态分析仪(PDA)实验测量和CFD数值模拟相结合的方法,对ORVR车辆加油过程中的气液两相流动特性进行了系统研究,讨论了加油量对加油管内流场和压力场的影响。结果表明,随着加油速度的增大,加油管口的射流卷吸增强,气液两相流动过程中的湍流程度加剧,液流冲击与破碎严重,涡旋现象明显;随着加油速度的增大,气液掺混严重,液体自由表面边界逐渐模糊;加油过程中加油管和燃油箱内气相压力的变化分为2个阶段:开始加油时气相压力迅速增大,在5~8 s内达到峰值;然后气相压力逐渐减小,最终趋于稳定。     

PCF型湿式除尘脱硫器气液流场数值模拟

利用FLUENT6.3对PCF型湿式除尘脱硫器装置内的三维气液两相流场进行数值模拟,分析装置内气液两相分布特性。模拟结果表明,PCF装置内的导流板对气液两相的分布特性影响显著,使气相分布更加均匀。导流板和自激通道是引起装置压力损失的主要原因。PCF装置的套筒式结构有效地减少了烟气带水问题,并减少了除雾器的安装,使除尘器的结构更加简单。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。