套管换热式旋风除尘器数值模拟

摘要

本文设计了一种套管换热式旋风除尘器，采用数值模拟的方法研究内部流动规律与换热机理。在换热壁面处增加内突起，增强换热效果，并与热管换热式旋风除尘器比较换热性能，得到主要结论如下：⑴对于热管换热式旋风除尘器，分别在20℃、40℃、60℃、80℃四种工况下模拟换热效果。结果表明，随着热管内工质蒸发温度降低，管内外换热温差增大，换热效果增强，烟气最大降温幅度可达60K。随着换热面积的增加，总换热率逐渐增加，但单位面积换热率会有一定量的减小。⑵对于无突起的套管换热式旋风除尘器，烟气进口速度为20m/s,水进口速度分别为0.1m/s、0.5m/s、1m/s、1.5m/s，结果表明：套管换热式旋风除尘器具有较好的换热性能，在以上四类工况下运行，最大温降幅度可达36K。且随着水流速度的增加，换热效果逐渐增强，但变化率随水流速度增加逐渐变小⑶对于有突起的套管换热式旋风除尘器，分别设置16、32、64、80个突起作为研究对象，突起形式为球形突起。结果表明：突起对换热效果的增强具有积极作用，最大烟气降温幅度约100K。但突起数量应适中，过多的突起量并不会进一步增强换热效果。

目录

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符号说明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 旋风除尘器典型结构及工作原理

1.3 旋风除尘器数值模拟研究进展

1.4 研究意义、方法及内容

第二章 数值模拟方法探究

2.1 CFD理论基础

2.2 气相流场数值模拟研究方法

2.3 气、固两相流数值模拟研究方法

2.4 传热问题数值模拟研究方法

2.5 本章小节

第三章 Stairmand模型数值模拟

3.1 旋风除尘器内部流场分布特点

3.2 Stairmand模型及计算方法

3.3流场速度分布

3.4 流场压力分布

3.5 流体流动情况分析

3.6 本章小结

第四章 热管换热式旋风除尘器数值模拟

4.1 工作原理

4.2 物理模型

4.3 网格划分及边界条件设置

4.4 模拟结果分析

4.5 本章小结

第五章 套管换热式旋风除尘器数值模拟

5.1 工作原理

5.2 物理模型

5.3 网格划分及边界条件设置

5.4 网格独立性考核

5.5 模拟结果分析

5.6 与热管换热模型对比

5.7 本章小结

第六章 带突起的套管换热式旋风除尘器

6.1 强化传热工作原理

6.2 物理模型

6.3 网格划分及边界条件设置

6.4 模拟结果分析

6.5 颗粒轨迹的模拟

6.6 本章小节

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢