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水平管段高压超浓相煤粉输送特性的数值模拟

胥宇鹏;熊源泉;周海军;贺春辉;陈先梅;沈湘林

【摘要】Thenumericalsimulationonthepneumatictransmissionofultra-

high-pressuredensephasepulverizedcoalwithCO2asthemediumwas

performedbythemodifiedκ~εturbulencemod-el.Inthemodel,the

turbulenceinteractionbetweengasandsolidparticleisconsideredforthe

pneumaticconveyingofthepulverizedcoalwhoseparticulatephase

concentrationisupto25%.Themodelwasappliedtosimulatethe

pneumatictransmissioninanintegrationpipeincludingaverticalpipe,an

elbowpipe,andahorizontalpipe.Thevelocityandconcentration

distributionsofdifferentsizeparticlesoncrosssectionsinahorizontal

pipe,andtheradialconcentrationdistri-butionofsolidparticlesat

differentsuperficialgasvelocitiesinahorizontalpipewereobtained.The

simulationresultsshowthatthepulverizedcoalwithlargerparticlesize

willdepositmoreeasilyinthehorizontalpipeunderthesametransport

conditions.Theconcentrationdistributioninthesedimentaryareais

smalleratthesamesizeparticleandthegreatersuperficialgasvelocity.

Thesimulationresultsareinreasonablygoodagreementwiththe

experimentaldataachievedbyECTimaging.%在充分考虑气固两相相互作用

的基础上,利用修正后的κ-ε湍流模型对以CO2为输送介质的高压超浓相煤粉气力

输送进行了数值模拟.对于固相体积分数高达25％的高压超浓相煤粉气力输送,采用

该模型模拟一体化管道(垂直管、弯管、水平管连接在一起),获得了水平管段中不同

粒径的颗粒在截面上的速度分布、浓度分布,以及不同表观气速下水平管段中固相

的径向浓度分布.模拟结果表明,在相同的输送条件下,大粒径煤粉的速度较低,更容易

在水平管道沉积；煤粉粒径相同时,表观气速较大的颗粒在沉积区的浓度分布较小.

将模拟结果与相同试验条件下的水平管电容层析成像(ECT)结果进行了对比,验证了

本文模拟结果的正确性.

【期刊名称】《西安交通大学学报》

【年(卷),期】2012(046)005

【总页数】6页(P38-43)

【关键词】气力输送;气固两相;浓相;数值模拟;浓度分布

【作者】胥宇鹏;熊源泉;周海军;贺春辉;陈先梅;沈湘林

【作者单位】东南大学能源与环境学院210096南京;东南大学能源与环境学院

210096南京;东南大学能源与环境学院210096南京;东南大学能源与环境学院

210096南京;东南大学能源与环境学院210096南京;东南大学能源与环境学院

210096南京

【正文语种】中文

【中图分类】TK16

高压超浓相煤粉气力输送是大型气流床高压气化的关键技术之一［1］.由于目前

试验方法和试验条件的限制，还不能对高压超浓相管道内气固两相流流动型态实现

有效的实时测试，因而无法直接有效地测量出气固两相的速度分布和浓度分布

［2］.因此，对管道内高压超浓相气力输