边界条件对粉体混合器影响的数值模拟研究

刘 振 宇

(1.煤科院节能技术有限公司，北京 100013；2.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室，北京 100013；3.国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室，北京 100013)

0 引 言

文丘里结构在工业中有着广泛的应用，典型的应用主要包括循环流化床烟气脱硫塔[1]、文丘里除尘器[2]等用于液—固混合的设备以及文氏管煤粉混合器等用于气—固混合的设备。文丘里煤粉混合器的主要作用包括以下2个方面:① 通过高速气流的扩散强化气-固两相的混合；② 产生负压区，保证卸料阀等粉体定量输送设备的出口压力保持在一定范围内。

目前学者关于文丘里内部结构参数对性能的影响已有较多研究[3-12]，通过优化缩锥、扩锥角度等结构参数，可以尽可能减小文丘里煤粉混合器的阻力；理论上通过减小喷口口径，可在喷口处产生更大的负压。

但在工业应用中发现:当下游阻力较大时，往往混合器产生的负压不足，若继续减小喷口截面积，则会导致风机出口压力急剧上升，但产生的负压却很难进一步增加，与理论值存在差异。显然，该问题是由于文丘里煤粉混合器边界条件的非理想性所导致。以往的数值模拟和实验研究表明[8]，Fluent在文丘里煤粉混合器的单相流模拟中，模拟结果误差在接受范围内，具有参考价值。因此，下面将通过Fluent对该问题进行计算及数值模拟研究，分析边界条件对文丘里煤粉混合器性能参数的影响。

1 模型与计算方法

1.1 物理模型

数值模拟的物理模型结构参数参考20 t/h煤粉工业锅炉煤粉混合器。……