冷却壁液固两相流三维流动与污垢清洗数值模拟

石小超¹，张琳¹，胡振海¹，卜庆选¹，纪鹏飞¹

(1.江苏工业大学,机械与能源工程学院江苏省油气储运技术重点实验室,江苏,常州,213016)

摘要:建立了高炉水冷却壁三维物理模型.采用大型CFD软件FLUNT6.8中的欧拉多相流模型,对高炉水冷壁冷却埋管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究.分析了流体的流速、固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响.研究结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、液固颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固两相流防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为1.5 m/s,同相颗粒粒径为3～4 mm,体积分数为5 %～12%.研究结果为炼钢高炉冷却壁液固两相流污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础.

关键词:高炉冷却壁; 液固两相流; 污垢在线清洗; 强化传热; 数值模拟;

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