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化学工程2025年第09期:湿烟气与水凝结换热特性影响因素的数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李志斌;阴继翔;幸双喜;武生;姚力;

单位:国家能源集团科学技术研究院有限公司;太原理工大学电气与动力工程学院;

摘要:为研究湿烟气在直接接触式换热器中的凝结换热性能,在Fluent软件中,采用DPM(离散相模型)与EWF(欧拉壁膜)模型耦合的方式构建三维传热传质模型,探究不同水气比(质量流量比)与液滴粒径对冷凝室内的烟气温度分布与水蒸气体积分数分布、水蒸气冷凝率以及换热效率的影响规律。结果表明:增大水气比、减小液滴粒径能够提升湿烟气在冷凝室内的换热效率与水蒸气冷凝率,且提升幅度逐渐减小;沿着烟气流动方向,相同温度间隔下的温度等值线逐渐变得稀疏,温度梯度逐渐减小;增大水气比会改变冷凝室内水蒸气体积分数梯度的变化趋势,使水蒸气发生凝结的主要区域由冷凝室顶部向底部移动;液滴粒径的变化对整个冷凝室内的烟气温度分布均有影响,而对水蒸气体积分数分布的影响则主要在冷凝室顶部的喷淋层附近;液滴粒径每减小1 mm,液滴在冷凝室内的平均运动时间增加0.855 s,出口烟气温度降低9.4 K,说明液滴粒径的减小会增加其在冷凝室内的停留时间,从而强化湿烟气的凝结换热效果。

关键词:凝结换热;;数值模拟;;换热效率;;水蒸气冷凝率

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52278118);; 山西省自然科学基金资助项目(202203021211167)