多喷嘴射流式分离器内气固流动特性的数值模拟

基于商用软件Fluent6.3.26,采用雷诺应力模型及DPM离散相模型并结合理论分析,对基于喷嘴造旋的射流式分离器内两相流动特性进行了模拟计算,得到了较为全面的两相流动规律与细节.结果显示,分离器内部切向速度峰值可达160m·s-1,自由涡区的切向速度约为130m·s-1,旋流强度明显高于传统旋风单管;沿轴向下,下行流流量逐次减少,其中稳流体顶部下行流降低最为明显,下行流减少致使颗粒卷入内旋流概率增加,分离效果下降;分离器内部局部存在顶部贴壁射流、射流区二次流及灰斗口旋涡流等次级流动;分离器压降约为27.43kPa,喷嘴区内外旋流能耗分别为4.57kPa(21.8%)、5.76kPa(27.6%),稳流体区内外旋流能耗分别为5.85kPa(27.6%)、4.01kPa(18.9%);分离器对应的切割粒径较小,约为1.6μm,极限粒径约为10μm,符合工业应用要求;基于所建颗粒受力模型及模拟条件下,分离空间可分离的临界粒径为1～2μm,3μm及以上颗粒的逃逸浓度小于0.15g·m-3,满足下游烟机对气流的净化要求.