目前我国环境日益恶化，雾霾愈加严重，而含有大量粉尘的转炉烟气是污染来源之一。针对此问题，国家将钢厂粉尘排放量标准更新为小于50mg/Nm3，为达到指标转炉除尘系统亟待改善。在转炉烟气除尘系统中，雾化装置作为蒸发冷却系统中的核心部件对一次除尘效果起到重要作用，并影响烟气在静电除尘器中的精除尘，因此将对蒸发冷却器中的雾化系统做深入研究。
针对转炉蒸发冷却系统内气液外混式喷嘴雾化介质的选择，应用计算流体力学，通过FLUENT模块主要运用VOF模型在不同压力工况下对雾化介质为水蒸气和氮气时外混式喷嘴的气液流动状态进行数值模拟，通过模型x=0截面的速度云图及矢量图观测计算模拟结果，并以条件雾化角θ、质量平均直径dMMD和索太尔平均直径dSMD为雾化质量的判断标准，得出水蒸气雾化介质下的平均θ为74.43°，dMMD为32.14μm，dSMD为80.21μm；氮气雾化介质条件下的平均θ为68.13°，dMMD为24.48μm，dSMD为49.89μm。通过对三个判断标准和雾化质量的相关性进行分析，在仅考虑雾化质量的情况下，建议雾化介质采用氮气。当在雾化介质选择氮气，气相压力为0.8MPa，液相压力为0.4MPa条件下，改变喷射角度进行对比分析，得出在喷射角度为100±2°时雾化效果达到最佳。针对蒸发冷却器内部结垢问题，采用离散相模型对雾化系统进行仿真模拟，最终建议在雾化锥角最优的情况下将蒸发冷却器内喷嘴个数设为10个，此时对烟气的一次除尘效果达到最佳。
对蒸发冷却器喷嘴的雾化介质、结构与布置进行优化和并对其雾化过程进行仿真，使蒸发冷却系统的雾化效果在理论上能够有效提高。结果具有较强的实用价值，并为蒸发冷却器的雾化系统进一步研究提供坚实的理论基础。
- 作 者：
- 王茹
- 学科专业：
- 热能工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华北理工大学
- 导师姓名：
- 李海英
- 学位年度：
- 2017
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
