工业尾气余热利用中的气固两相流模拟开题报告

1. 研究目的与意义

通过气固两相流体的模拟研究，从翅片间的气固两相气流流动特性入手，分析固相颗粒密度场和速度场特性，从而找出飞灰在换热器内的运动特征与特性，并加以改善设备提出减少积灰的措施，以此减少换热损失和提高余热回收率，促进企业能源利用结构的变化，为企业创造更多的经济价值，贯彻节能环保发展的理念。

对我国能源节约利用具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

国内，郭雪岩、柴辉生等人采用欧拉欧拉模型对geldartd类颗粒气固流化床的非定常传热过程进行了模拟，发现d类颗粒流化床可以实现稳定的流化，并且传热均匀性不存在问题，较大的颗粒直径和较大的气泡并未造成传热问题。

符栋良对电站锅炉燃烧器一次风喷嘴及弯头组件内的冷态气固两相流动问题进行的数值求解，证实了燃烧器一次风喷嘴带有菱形障碍块的结构对于炉膛内的稳定燃烧有着非常重要的作用。

韦维、刘汉周、沈贤锋利用计算流体力学软件fluent6.3.26对螺旋翅片管换热器进行数值模拟。

3. 研究的基本内容与计划

研究学习数值模拟的基本理论和模拟方法，并学习使用某种计算流体力学模拟软件，能使用该软件进行流场的数值模拟。

采用模拟软件对含灰流体在翅片管外的对流换热过程进行数值模拟，分析流体的运动特征、颗粒沉积过程以及对流换热系数的影响规律等，并于理论分析结果进行比较。

工作进度：第1～3周：编写文献综述，完成开题报告；第4～5周：研究飞灰在换热设备中的特征和设备的影响，并且对相关软件进行学习；第6～9周：采用计算流体力学模拟软件进行模拟，分析相关工况下的流场特征，获得合理的模拟结果；第10～12周：编写毕业论文；

4. 研究创新点

计算流体力学已成为目前研究流体运动、揭示流场特征的有效方法，采用模拟软件对含灰流体在翅片管外的对流换热过程进行数值模拟，更有效的分析流体的运动特征、颗粒沉积过程以及对流换热系数的影响规律等，并于理论分析结果进行比较。