矿热炉水冷型烟道中颗粒沉积特性数值模拟

摘要

为了解决矿热炉水冷型烟道内颗粒沉积造成的烟道输运效率下降等问题，利用计算流体力学(CFD)方法对水冷型烟道内颗粒沉积行为进行模拟.将JKR(Johnson-Kendall-Roberts)理论与Grant-Tabakoff颗粒壁反弹模型相结合，对颗粒与壁面的碰撞行为、颗粒的受力情况和运动轨迹进行预测；同时，以临界捕捉速度作为颗粒沉积的判断准则，研究了烟气流速和三通段拐角对颗粒沉积速率的影响.结果表明：水冷型烟道颗粒的沉积主要集中在入口段、Ⅰ段至Ⅲ段烟道间外拐角和三通段；当烟气流速从3 m/s增至11 m/s时，烟道内颗粒沉积区范围缩小，颗粒的总沉积速率由1.12 g/s降至0.76 g/s,烟气的最佳流速为7 m/s;当三通段夹角由60°增至100°时，颗粒总沉积速率由2.59 g/s降至2.12 g/s,当三通段夹角增至90°时，颗粒总沉积速率不再明显减小，烟道最佳拐角为90°.

关键词

矿热炉 / 水冷型烟道 / 两相流动 / 颗粒沉积