高炉环缝洗涤器内气液两相流动

摘要

高炉环缝洗涤器的阻力特性是炉内压力控制的重要基础.环缝洗涤器内是一个高速可压缩三维流动过程,并伴随有高炉煤气和雾化水滴的两相流动传热.本文对高炉煤气环缝洗涤器内的流动状态进行了分析,建立了环缝洗涤器内气液两相流动的物理数学模型.在Gambit中对计算区域进行多块混合网格划分,应用Fluent求解器对该模型进行了数值求解.对环缝洗涤器内的湍流采用重整化群(RNG)k-ε双方程湍流模型处理,控制方程的对流项采用二阶上风格式进行离散,扩散项采用线形插值多项式进行计算,速度和压力耦合计算采用SIMPLE算法.对环缝洗涤器内液滴运动采用Lagrangian离散相模型进行模拟,并考虑气液两相间的相互影响.求解过程中,针对气液两相相互作用的理想可压缩流动计算难于收敛的特点,采用较小的欠松弛因子(ω=0.1～0.2)以及逐渐加大流量的方法保证迭代收敛.针对不同煤气流量、不同环缝阻力件升程以及不同水气比条件下环缝洗涤器内的两相流动传热过程进行了模拟计算,得到条件不同运行工况下环缝洗涤器的流场及阻力特性,并总结出各个运行参数对环缝洗涤器阻力的影响规律,为高炉环缝洗涤器的现场控制提供了科学的依据。