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DiscoveryAIM与AnsysFluent联合设计优化蒸发冷却过程
[刘倩文]
[斯普瑞喷雾系统(上海)有限公司,201612]
[摘要]在喷雾蒸发冷却应用中,喷雾设备的选型及布置形式是解决该工业问题的关键因素,而喷雾设
备的布置方案取决于蒸发塔内的烟气流动,因而正确了解和合理组织塔内的气体流场成为解决
喷雾蒸发冷却相关问题的先决条件。使用AnsysFluent可以进行从单相流到多相流完整的流
场分析,并获得可靠的计算结果,但是详细数值分析所需的时间成本相对较高。本研究的目的
在于对塔内烟气流分析环节通过联合使用DiscoveryAIM来加速整个设计过程。在一些喷雾冷
却应用中,进口烟气中含有大量的粉尘或者酸性气体,不合理的喷枪布置会造成粉尘粘壁从而
造成蒸发塔的堵塞,或者引发塔壁处酸露凝结导致塔壁腐蚀。这类应用的一般设计思路是采用
CFD来可视化内部的气流场,识别回流区的位置,气流组织时应尽可能减小回流区,布置喷
雾设备时需尽可能避开回流区。本研究针对一个真实的工程项目,采用DiscoveryAIM设计了
塔内的导流板布置方案,再采用AnsysFluent优化了喷枪布置形式。通过DiscoveryAIM与
AnsysFluent联合的模式可以完成喷雾蒸发冷却项目的数值分析,且有效降低仿真所需的时
间。
[关键词]DiscoveryAIM;AnsysFluent;喷雾蒸发冷却;回流区;喷嘴
OptimizationofEvaporativeCoolingProcessbyJoint
DesignofDiscoveryAIMandAnsysFluent
[QianWenLiu]
[SprayingSystems(China)Co.,Ltd,201612]
[Abstract]Intheapplicationofsprayevaporativecooling,howtoselectandpositionspraynozzle(s)
arethekeyfactors.Layoutofspraynozzle(s)dependsontheflowoffluegasinthecooling
tower.Therefore,understandingandorganizingtheflowfieldinthecoolingtoweristhe
prerequisitetosolvetheproblemsrelatedtosprayevaporativecooling.Comprehensiveand
reliableresultscanbeobtainedbyusingAnsysFluent,whichconductasetofsimulation
fromsinglegasflowtomultiphaseinjectionflow.Thesimulationprocessneedsagood
computationalresource,anditisalsotimeconsuming.Thepurposeofthisresearchisto
acceleratethedesigncyclebyintroducingDiscoveryAIMintothetraditionalAnsysFluent
analysisprocess.Insomespraycoolingapplications,theinletfluegascontainsdust
particlesoracidspecies,impropernozzlelayoutwillcausedustparticlestostickontoside
wallsleadingtodustlumping,oraciddewcondensationresultingtowerwallcorrosion.For
suchapplications,CFDcanbeusedtovisualizetheinternalgasflowtoidentifythelocation
ofswirlingzoneandminimumrecirculationzonevolumetoexpectation.Spraynozzle(s)
needtobe
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