喷动床中雾化喷嘴的数值仿真.pdfVIP

中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会 2008年12月驴AnnualConferenceofChinese t．．1／m onPanicle acrossTaiwanStraits Society Technology ofParticuologySymposium 喷动床中雾化喷嘴的数值仿真 宋立丽， 张少峰， 刘燕， 兰艳涛 (河北工业大学化J=学院，天津300130) 摘要：为了得到喷动床中雾化喷嘴的详细信息，本文利用CFD商业软件FLUENT对雾化喷嘴在喷动床中的喷雾流 方程组来模拟流体流场，通过拉格朗日坐标系F的随机轨道模型来获得液滴相的运动轨迹．模型采用标准的女一占模跫 和动态曳力模型进行计算，模拟结果给出了不同压力、不同流量_F的索太尔直径(SMD)的变化规律，为喷动床中喷嘴 的喷雾流场研究提供了依据． 关键词：喷动床；雾化喷嘴；数值模拟；SMD 1前言 文中采用欧拉．拉格朗日离散模型，将液滴处理为 离散相，空气处理为连续相．采用标准的k-c112]湍流模 喷雾喷动流化床脱硫装置是一种半干法烟气脱硫 型进行计算． 装置¨】，具有工艺流程简单，脱硫效率高的特点，而雾 2．1离散相颗粒的控制方程 化喷嘴是这套装置的关键部件【2卅，它能将液体或是液固 FLUENT中通过积分拉式坐标系下的颗粒作用力 悬浮体分成细小的液滴，提供巨大的相间接触面积，提 微分方程来求解离散相颗粒的轨道．颗粒沿其自身的轨 高脱硫的反应速率和效率【51．雾化喷嘴的类型较多，常 道运动，在流动过程中，颗粒在场中受到曳力、压力梯 见的有压力式喷嘴、气流式喷嘴等．脱硫工艺中考虑到 度力、虚拟质最力、和重力等力的作用，因此颗粒将沿 喷雾液滴直径、能耗、喷嘴摩擦等因素。所以一般选用 轨道发生速度变化． 压力式喷嘴16J． 对每个单颗粒求解运动控制方程： 液体从喷嘴出口到完全雾化的过程可分为三个步 骤：液膜形成、液膜破碎及雾滴形成．动力学的不稳定 慨警=(∑F)。 (1) 状态导致了液膜的破碎，形成线状碎片；然后线状碎片 式中垤为颗粒k的运动速度，mk为该颗粒的质量， 由于表面张力不稳定机制而破碎形成液滴．一旦液滴形 (∑D女表示颗粒所受的合力． 成之后，喷雾状态就由曳力、颗粒碰撞、合并以及二次 颗粒的轨迹方程： 破碎决定17J．雾化过程影响凶素很多，因此一直是国内 外学术界极为活跃的一个领域．国外学者JengI＆101等人 p (2) 妄=甜， dl 研究压力旋流喷嘴的气液分界面，运用数值模拟和实验