(河南心连心化肥有限公司,河南 新乡453731)
[摘 要]采用Fluent软件对折流板除雾器内气液两相流动进行数值模拟,分析了不同除雾器型式、叶片转折角对除雾器的分离效率和压降的影响。计算结果表明:Fluent软件可以成功地处理两相流动问题,为除雾器优化设计提供参考依据。
[关键词]除雾器;数值模拟;除雾效率;压降
[中图分类号] TQ 018[文献标识码]B[文章编号] 1004-9932(2013)01-0034-02
0 引 言
折流板除雾器结构简单,对中等尺寸和大尺寸雾滴的捕获效率高,压降比较低,主要用于烟气脱硫。除雾器的主要工作原理是基于斯特拉斯方程,根据不同大小微粒在运动中惯性大小不同,在运动方向改变时被折流板捕捉下来,其分离效率受自身结构、气流速度、液滴直径等多种因素影响。如何根据工况选择合适的除雾器,计算流体力学应用软件Fluent为我们提供了一种新思路。该专用软件可用于模拟和分析复杂几何区域内流体流动与传热,模拟结果与实际情况接近。本文利用该软件对折线型和流线型除雾器的除雾效率进行数值模拟,对2种除雾器性能加以对比,并对除雾器除雾效率影响因素进行分析,为除雾器的优化设计提供依据。
1 除雾器内流场数学模型
在湿法烟气脱硫塔内,除雾器各个工作区域具有对称性和空间重复性,因此建立模型时选择1个工作区域为模拟对象。为了提高计算速度,在误差允许范围内对模型做了以下简化:
(1)忽略流道的空间拉伸,简化流场为两叶片间的二维平面流动;
(2)由于进入除雾器的气流速度较小,将气体视为不可压缩气体;
(3)在理想状况下,气体流动各参数与时间无关,故将流动视为定常流动;
(4)由于液滴粒径较小,计算中液滴被当作直径不变的球来处理,这样在计算中可以忽略蒸发、摩擦、聚合、撕裂及热效应的影响;
(5)液滴碰到壁面后即认为被捕集,不考虑反弹及水膜撕裂的影响。
综合考虑以上简化,本文对连续相采用RNG k-ε湍流模型(该模型能较好地处理强旋及弯曲流动),对离散相采用基于拉格朗日法的DPM模型进行计算