喷淋泡沫塔多相流数值模拟及优化

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2、⋯‘’oo‘岫⋯⋯●¨’···‘·····-·‘●■，～·⋯⋯⋯‘⋯⋯●SubmittedtoTheFacultyofCentralSouthUniversityInPartialfulfillmenttherequirementfortheDegreeofMay，2011SchoolofEnergyScienceandEngineeringCentralSouthUniversityChangsha，Hunan，P．R．China原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致

3、谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：盘亟盏日期：丛年』月』日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供

4、信息服务。⋯名：血轧⋯辫吼丝年三赴日中南大学硕士学位论文摘要随着科学技术的进步，计算机模拟应用于流体特性与运动规律的研究不断的深入。但是由于流体运动非常复杂，实际工程中存在形状复杂区段的流动、流动介质的多相特性，直接采用测试方法或者物理模型实验均存在局限性，而数值模拟能给出相关流场的具体信息。采用CFD模拟技术对流场进行数值模拟是目前研究流体力学强有力的手段，可方便的计算出流场中各相参数的全场分布，具有计算快速、简洁、方便，数值精度较高等优点。本课题组有已取得专利的喷淋泡沫塔实验装置，该实验塔是根据实际塔运行原理设计制作的。由于该脱硫除尘过程存在气、液

5、、固相复杂的流动，国内外对三相流动研究尚处于起步阶段。因此本文需要在探寻合适的数学计算方法后对实际塔进行模拟优化分析：首先运用FLUENT软件对该实验塔进行数值模拟，目的是检验数学模型与计算方法的可行性与有效性，再在该模拟方法的基础上对实际运行的喷淋泡沫塔进行模拟分析。对实验塔进行数值模拟时，不同部位的多相流动采用不同的数值计算方法。首先采用雷诺应力模型(RSM)计算单相流场，对其出口速度进行实验研究验证计算方法的可行性；采用欧拉．离散．离散方法(Euler-DPM。DPM)计算进口处的三相流场，采用欧拉一欧拉．离散方法(Euler-Euler-DPM

6、)计算格栅处的三相流场；通过改变不同的运行参数，对进出口压差进行实验研究并验证计算方法的可行性与有效性。采用与实验塔相同的数值计算方法对实际塔的单相、两相流进行数值模拟。改变运行参数，讨论喷淋泡沫塔净化、降温与装置阻力的影响因素，从而为优化脱硫过程提供理论依据。采用正交试验方法，在采用与实验塔相同的三相数值计算方法对实际塔的气液固三相除尘流动进行数值模拟研究基础之上，研究影响除尘效率与装置阻力的运行参数与结构参数，探寻最佳运行参数设置方案与最佳结构设计方案，最终得到改善除尘效率降低能耗的优化设计组合，为大型喷淋泡沫塔的优化设计提供理论依据。关键词：喷淋

7、泡沫塔；气液两相流；气液固三相除尘；正交试验ABSTRACTAlongwiththeprogressofthetechnology，thestudyonthecharacterandmovementruleoffluidiSgoingdeeper．ButthefluidmotionisSOcomplicated，fornotonlyinpracticalprojectsbutalsoincomplexshapesectionofmultiphaseflow，thatphysicalmodelexperimentandmaintaintestmethod

8、shavesomelimitationinpracticalusetotestproperti