计算流体力学软件Fluent在烟气脱硫中的应用
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
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计算流体力学_CFD_在大型湿法烟气脱硫系统中的研究与应用进展_林永明
收稿日期: 20050125作者简介: 林永明,浙江大学热能工程研究所博士研究生,浙江大学蓝天环保设备有限公司总工程师。
计算流体力学(CFD )在大型湿法烟气脱硫系统中的研究与应用进展林永明1,高 翔1,俞保云3,施平平2,钟 毅1,骆仲泱1,岑可法1(1.浙江大学,浙江杭州 310027;2.浙江大学蓝天环保设备工程有限公司,浙江杭州 310012;3.嘉爱斯热电有限公司,浙江嘉兴 314003)[摘 要] 介绍了近年来国内外计算流体力学(CFD )技术在湿法烟气脱硫(WFGD )中的研究与应用进展。
指出该项研究目前需要考虑的问题并提出了展望。
[关键词] CFD 技术;湿法烟气脱硫(WFGD );数值模拟;燃煤电厂[中图分类号]X701 [文献标识码]A [文章编号]10023364(2005)12003404 湿法烟气脱硫(WFGD )是当前大型燃煤电厂烟气脱硫的主导技术。
吸收塔为WFGD 系统的核心设备。
对吸收塔传统的研究和设计方法是先基于模化法建立试验台进行试验,得到一些参量之间经验或半经验的宏观关联式后再放大到实际工程中[1]。
然而,此法所需试验量大、费用高、周期长,且获得的数据较有限,一些宏观特征量在设备和工程中的分布和放大效应[2]会被忽略,因此难以满足对工程的进一步优化。
随着计算流体力学(CFD )的发展,研究人员将CFD 技术引入WFGD 工程的设计及优化当中。
采用该技术可以弥补和克服传统方法的缺陷,减少物理模型试验,缩短研发周期,节约研究经费,还可获取大量局部、瞬时数据,从而可指导工程的设计和优化[3]。
1 CFD 技术概述CFD 技术是20世纪60年代伴随计算机技术而发展起来的,是集流体力学、数值计算方法以及计算机图形学于一体,利用相应的数值计算方法求解数学方程和预测动量传递、热量传递、质量传递、化学反应以及相应的物理现象的一门科学[4]。
其基本原理是基于数学方法建立单相或多相流动基本控制方程[5~8],利用数值方法对其进行求解。
计算流体动力学模型在火灾烟气中的应用研究
计算流体动力学模型在火灾烟气中的应用研究随着科技的不断发展,火灾安全逐渐受到了越来越多人的重视。
火灾烟气是火灾中最危险的物质之一,因为它不仅会遮挡人们的视线,还会造成窒息和二氧化碳中毒。
研究火灾烟气的流动特性和防治策略具有重要的意义。
计算流体动力学模型成为了研究火灾烟气流动的重要工具之一。
计算流体动力学(CFD)模型是一种数值模拟方法,用于研究流体的运动和相应的物理现象。
在火灾烟气研究中,CFD模型通常用于模拟火灾烟气的流动和扩散,进而推导出火场内的温度、热辐射和烟气浓度等参数。
这些参数可以用于评估火灾的烟气扩散特性和火场内气体运动对火灾蔓延的影响。
CFD模型在火灾烟气中的应用可以追溯到20世纪90年代。
当时,CFD模型主要用于火灾烟气的可视化研究和简单场景的模拟,如烟道和通道内火灾烟气的流动。
随着计算机技术的进步,CFD模型在火灾烟气研究领域取得了重大进展。
现在,CFD模型可以模拟更加复杂的场景,如建筑物内大火的蔓延、烟气的渗透和有毒物质的传输。
CFD模型在火灾烟气中的应用,有助于了解火灾烟气的扩散规律和特性,进而制定有效的灭火措施和人员疏散方案。
例如,CFD模型可以帮助研究建筑物内的烟道和通风系统的流动特性,进而优化烟气的排放位置和疏散路线。
同时,CFD模型还可以模拟火灾烟气中有毒物质的扩散和传输,从而为灾难后的防护和安全疏散提供参考。
在使用CFD模型研究火灾烟气时,需要考虑模型的精度和准确性。
由于CFD模型涉及到许多参数,模型的精度受到许多因素的影响,例如模型的空间和时间分辨率、网格的划分方式等。
因此,在模型设计和结果分析过程中需要谨慎选择和考虑这些参数。
此外,需要注意的是,CFD模型仅能提供数值计算结果,并不能代替实验数据的验证和实际运用效果的测试。
因此,在使用CFD模型研究火灾烟气时,还需要结合实验结果、场景仿真和人员安全等多方面因素开展综合评估。
总之,计算流体动力学模型在火灾烟气中的应用是一个具有前瞻性的研究领域。
介绍计算流体力学通用软件——Fluent
介绍计算流体力学通用软件——Fluent介绍计算流体力学通用软件——Fluent计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)是一门综合了流体力学、计算数学和计算机科学等多学科知识的交叉学科。
CFD软件被广泛应用于工程领域,可用于模拟和分析各种流体现象。
其中,Fluent是一款被广泛使用的计算流体力学通用软件,本文将对其进行详细介绍。
一、Fluent软件的简介Fluent是美国ANSYS公司推出的一款流体力学仿真软件,已经成为了全球工程仿真界最为流行的工具之一。
该软件内置了丰富的求解器和算法库,可用于模拟包括传热、流动、多相流、反应等在内的各种物理现象。
Fluent具有综合性、灵活性和高精度的特点,能够支持各类工程问题的模拟与分析。
二、Fluent软件的功能特点1. 多物理场耦合模拟能力:Fluent支持多物理场的耦合模拟,如流体力学、传热、化学反应等。
用户可以方便地将多个模拟场景进行耦合,实现真实物理现象的模拟和分析。
2. 多尺度模拟能力:Fluent可实现多尺度模拟和跨尺度传递分析,从宏观到微观的全过程仿真。
这使得用户可以更全面地了解系统的行为和特性。
3. 自由表面流模拟:Fluent具备出色的自由表面流模拟能力,可以模拟液体与气体之间的界面行为。
在船舶、液相冷却器等领域得到了广泛应用。
4. 求解器丰富:Fluent内置了多种求解器和前处理器,可适应不同问题的求解和分析需求。
用户可根据具体问题选择合适的求解器,提高仿真效率和精度。
5. 高精度的算法库:Fluent拥有精确可靠的数值方法和算法库,可以满足不同工程问题的精度要求。
其算法被广泛验证和应用,可保证结果的准确性。
三、Fluent软件的应用领域Fluent软件广泛应用于航空航天、汽车工程、能源领域、化工等众多工程领域。
以下是其中的几个典型应用领域:1. 汽车空气动力学:Fluent可以在设计阶段对汽车的空气动力学性能进行仿真,优化车身外形,提升汽车的空气动力学效果。
fluent流体工程仿真计算实例与应用
fluent流体工程仿真计算实例与应用引言流体力学在工程和科学领域中扮演着重要的角色。
通过流体力学的研究,我们可以了解和预测液体和气体在不同条件下的行为。
然而,在真实的实验中,获取流体的准确和详细的数据是非常困难和昂贵的。
因此,流体工程仿真计算成为了一种重要的工具,它可以在实际实验之前通过计算的方式对流体进行建模和分析。
fluent流体工程仿真计算简介Fluent是一款商业化的流体动力学仿真软件,由ANSYS公司开发。
它是一个基于计算流体力学(CFD)的软件工具,能够对各种复杂的流体问题进行建模和分析。
该软件提供了丰富的功能和工具,使工程师能够模拟和解决涉及流体力学的问题。
流体力学仿真计算的优势与传统的实验方法相比,流体力学仿真计算具有以下几个优势: 1. 成本效益:流体力学仿真计算可以节约大量的实验成本,同时缩短了实验周期。
2. 控制参数的灵活性:在真实实验中,很多参数无法被精确控制,而在仿真计算中,我们可以精确地控制和调整各种参数。
3. 快速修改和优化:在实验中,修改和优化系统需要经历繁琐的实验过程,而在仿真计算中,可以轻松地进行快速修改和优化。
4. 可视化和详细分析:通过仿真计算,我们可以获得流体行为的详细信息,同时可以使用可视化工具展示仿真结果。
实例与应用1. 空气动力学仿真空气动力学是流体力学的一个重要分支,研究涉及空气流动的物体。
通过Fluent软件,我们可以对飞行器、汽车、建筑物等在空气中的流动行为进行仿真。
这样的仿真可以帮助工程师改进设计,提高性能和效率。
在空气动力学仿真中,我们可以通过设置不同的参数和条件,如飞行速度、角度、流体密度等,来模拟不同的飞行状态和环境。
通过仿真结果,可以获得飞行过程中的压力分布、升力和阻力等关键性能指标。
2. 建筑气流仿真在建筑领域中,气流对于建筑物的设计和能源消耗具有重要影响。
通过Fluent软件,可以对建筑物内、外的气流进行仿真。
建筑气流仿真可以帮助工程师优化建筑物的通风系统、改善空气质量、减少能耗。
焦炉煤气脱硫吸收塔两相流场计算流体力学数值模拟
焦炉煤气脱硫吸收塔两相流场计算流体力学数值模拟
郝琳;刘睿;党乐平;戴成武;王英丽;卫宏远
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2011(31)6
【摘要】以商业化软件FLUENT为计算平台,将计算流体力学(CFD)与两相流流动结合起来预测复杂吸收塔内的两相流动情况。
计算在三维体系中展开,在满足收敛以及质量守恒条件后,得到了稳态条件下的单相流场,并引入欧拉多相模型和多孔介质模型,对单相流含填料流场和两相流场进行了计算。
计算结果表明,使用标准k-ε湍流模型和欧拉-欧拉多相流模型可以模拟出脱硫吸收塔内的复杂流场,呈现出极好的对称性并且流场的各项性质定性正确,可以确定塔结构及操作参数均已达到要求;多孔介质项对于塔内两相逆流的速度差起到了较好的平衡作用,与填料塔中的预期结果定性相符,同时说明该模型可以较好地完成对散装填料的模拟,在计算中表达出其应有的性质。
【总页数】5页(P88-91)
【关键词】计算流体力学;多相流模型;脱硫吸收塔;欧拉模型
【作者】郝琳;刘睿;党乐平;戴成武;王英丽;卫宏远
【作者单位】天津大学化工学院;中冶焦耐工程技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.15;TQ015.9
【相关文献】
1.脱硫系统吸收塔内部流场数值模拟 [J], 顾永正;李旭;马士庆
2.脱硫吸收塔空塔流场的简单数值模拟 [J], 齐骥
3.氨法烟气脱硫吸收塔流场数值模拟 [J], 翁建鑫; 华玉龙; 周灵霞; 华宽
4.湿式烟气脱硫系统吸收塔扰流泵技术三维流场的数值模拟 [J], 杨龙
5.脱硫吸收塔深度除尘气液两相流数值模拟研究 [J], 蒋楠;厉雄峰;葛春亮;刘文榉;李晨朗;王先董
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fluent计算流体力学
fluent计算流体力学(原创版)目录1.Fluent 软件介绍2.Fluent 计算流体力学的原理3.Fluent 在计算流体力学中的应用实例4.Fluent 计算流体力学的优势和局限性5.结论正文一、Fluent 软件介绍Fluent 是一款由美国 CFD 公司(Computational Fluid Dynamics)开发的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,简称 CFD)软件。
该软件广泛应用于工程领域,如航空航天、汽车制造、能源生产等,以模拟和分析流体流动现象。
Fluent 通过计算机模拟流体的运动,可以预测流体在不同条件下的行为,为用户提供优化设计的依据。
二、Fluent 计算流体力学的原理Fluent 基于计算流体力学的原理,采用有限体积法(Finite Volume Method,简称 FVM)对流体进行离散化处理。
在 Fluent 中,流体被划分为无数个小的体积单元,通过对每个体积单元内的流体物理量(如速度、压力、密度等)进行积分,可以得到整个流体的运动状态。
这样的计算方法可以克服传统计算流体力学中的复杂数学方程,使问题变得易于求解。
三、Fluent 在计算流体力学中的应用实例Fluent 在计算流体力学中有广泛的应用,以下是几个具体的实例:1.飞机翼型优化:Fluent 可以用于分析飞机翼型在不同速度下的气流分布,为飞机设计师提供优化设计的依据。
2.汽车尾气排放:Fluent 可以模拟汽车尾气的流动过程,帮助汽车制造商优化排气系统,降低尾气排放。
3.热交换器设计:Fluent 可以分析热交换器内流体的流动状态,为工程师提供优化热交换器性能的建议。
四、Fluent 计算流体力学的优势和局限性1.优势:Fluent 具有强大的计算能力,可以模拟复杂的流体流动现象;计算速度快,效率高;用户界面友好,操作简便。
2.局限性:Fluent 作为一种计算流体力学软件,无法完全替代实验研究;模拟结果受输入参数和模型的限制,可能与实际结果存在一定误差;对计算机硬件要求较高。
计算流体力学在烟气脱硫中的应用
p o oe rp s d,a d t e p o e so u a e uf rz t n i b o t n twe i l td b s d o h p a e n h r c s f e g sd s l iai n a s r i o ri smu a e a e n mu i h s l f u o p o s
Wu i 1 0 2 J n s , h a x 2 4 8 , i gu C i ) a n
Abs r c : T o tmie t e f w fe d d srb to i d s lu ia in a s r to twe ta t o pi z h l o i l iti u i n n e u f rz to b o p i n o r, i r v mp o e de u f rz t n f ce c s lu ia i e in y, a d c e s de u f rz t n n e t n a d p r t n o t a u re l o i nd e r a e s lu ia i i v sme t n o e ai c s , n me i a o o smulto meh d o u g s e uf iain a e n i a in t o f f e a d s l z to b s d o RANS e u t n n mu p a e fo l ur q ai s a d o hi h s lw mo e s d l i
湿法烟气脱硫塔的优化数值模拟分析
湿法烟气脱硫塔的优化数值模拟分析本文采用FLUENT软件,对于某300MW机组的湿法烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟。
模拟过程中采用标准k-ε湍流模型来模拟系统内烟气的湍流运动,喷淋液滴采用拉格朗日随机颗粒轨道模型,开展气液两相流动的模拟。
通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况,最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置,保障气液分布均匀,减少烟气逃逸,降低系统压力损失,对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。
石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺是国内外主流的燃煤电厂烟气脱硫技术,该技术属于气-液-固三相反应过程,包括了SO2和石灰石在液体中的溶解传质过程以及溶解物在液相中的反映过程。
脱硫塔中,浆液由塔顶喷淋层通过液相喷嘴自上而下喷入脱硫塔,烟气由吸收塔底部区域自下而上通过吸收区域,脱硫浆液在吸收塔内不断循环,完成烟气中SO2的吸收过程。
影响脱硫效率的关键因素是塔内的流动情况,例如脱硫浆液的空间分布、烟气在脱硫塔内的流场及烟气与脱硫浆液的接触情况等。
对于湿法脱硫吸收塔这类大型的气液两相反应器,如通过物理实验很难对塔内的流动情况开展测试,实验工作量十分巨大,实验周期较长;另外,受到实验测量手段及实验方法的限制,很难对现场的工程设计提供指导。
随着计算机计算能力的不断提高,采用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)软件来开展三维流动的研究已经成为一种重要手段。
合理利用计算机开展仿真数值模拟,不仅能缩短研制周期,降低设计成本,而且能明显提高设计质量,相对于传统的物理实验方法具有优越性。
通过数值模拟可以深入认识吸收塔内烟气和浆液流动规律,这对指导吸收塔的设计起着重要的作用。
而且,随着国家日益严格的燃煤电厂超低排放标准,要求对脱硫塔的设计及运行开展精细化研究。
本文采用FLUENT软件,对于某300MW机组的烟气脱硫塔的流动特性开展了计算机数值模拟,通过模拟和分析入口烟道流场分布、脱硫塔内气-液两相流场分布及脱硫塔内液相分布情况,最终优化烟道导流板、塔内传质构件参数、喷淋层及除雾器布置,保障气液分布均匀,减少烟气逃逸,降低系统压力损失,对其类似项目的设计和实施提供了一定的指导价值。
FLUENT软件在工程流体力学教学中的应用
FLUENT 软件在工程流体力学教学中的应用收稿日期:2017-09-20基金项目:江苏省现代教育技术研究课题(2015-R-46128)作者简介:于萍(1985-),女,江苏徐州人,讲师,主要研究方向:高效传热传质设备及强化传热技术。
《工程流体力学》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课,属于力学的一个分支,和实际工程应用联系紧密。
该课程主要研究流体的平衡和运动的基本规律以及流体和固体之间的相互作用,用于分析解决实际工程应用中遇到的问题,同时培养学生的逻辑思维能力[1]。
课堂上,教师大多采用多媒体技术(电子课件、图片、视频等)进行课堂教学,同学被动地接受知识,由于工程流体力学内容抽象、概念性强,大部分内容都是数学公式的推导,并涉及到高等数学、大学物理、工程力学等多门课程,学生难于理解;另一方面,由于手机和网络的普及,学生课堂上不听课而使用手机的现象越发严重,时间长了,学生开小差不听课,对课程产生厌恶感,教师在不同程度上变为放映师、播音员[2]。
因此本文提出将FLUENT 软件融入工程流体力学本科教学中,用图像化的方式展现书本上难以理解的概念和抽象化的问题,从而调动学生学习的积极性,主动探索新知识。
一、FLUENT 软件与教学的结合除了常规的理论分析和实验研究,数值计算也是工程流体力学研究方法中很重要的一种。
常用的计算流体动力学(CFD )软件有ANSYS (FLUENT ),COMSOL Multiphysics ,CFX ,PHOENICS ,CD-STAR ,FLOW3D 等,其中以FLUENT 最为成熟,应用广泛。
由于涵盖了Ployflow 和Fluent Dynamic International (FDI )的全部计算资源,FLUENT 软件有丰富且先进的物理模型和强大的后处理功能,如层流和湍流,定常流和非定常流,以及无粘性流等[3,4]。
学生在数值模拟具体问题时,可以根据具体情况选用不同的模型、计算方法和离散格式,求出数值解,再用图像或者动画显示计算结果,在这个过程中,学生需要对软件中的命令、参数进行设置,每个环节都涵盖了工程流体力学的知识,所以学生在用软件进行数值模拟的过程,就是对该课程进行学习的过程。
FLUENT软件及其在我国的应用
FLUENT软件及其在我国的应用本文将介绍FLUENT软件及其在我国的应用。
FLUENT是一款流行的流体动力学模拟软件,广泛应用于流体流动、传热、燃烧等领域,在我国也得到了广泛的应用和发展。
FLUENT软件是由美国FLUENT公司开发的一款计算流体动力学(CFD)软件。
它基于先进的数值计算方法,可以模拟复杂流体流动、传热、燃烧等现象,被广泛应用于航空、航天、能源、环保、化工等领域。
FLUENT软件的发展历程可以追溯到1983年,当时FLUENT公司的创始人之一J.F.兴致勃勃地进行了流体动力学计算,并开发了FLUENT 的前身。
经过几十年的发展,FLUENT软件已经成为流体动力学模拟领域的佼佼者,被全球数百万工程师和科学家广泛使用。
FLUENT软件的功能特点包括:前后处理功能强大,可实现复杂几何形状的网格生成和自动加密;支持多种求解器,可实现稳态或瞬态模拟,包括不可压缩流、可压缩流、多相流等;支持多种物理模型,如传热、湍流、化学反应等;可输出丰富的结果数据,包括速度、压力、温度、浓度等。
FLUENT软件在我国的应用也非常广泛。
在智慧城市建设方面,FLUENT软件可以用于模拟城市气流场、温度场、污染物扩散等,为城市规划提供科学依据;在工业制造领域,FLUENT软件可帮助企业进行流体流动、传热、燃烧等过程的模拟和优化,提高生产效率和产品质量;在交通运输领域,FLUENT软件可用于车辆流动、空气动力学性能评估等,提高交通工具的效率和安全性。
以某城市热岛效应模拟为例,FLUENT软件可以用来模拟城市中的热气流分布、温度场和污染物扩散等情况。
通过模拟不同方案下的城市气候状况,可以为城市规划提供参考依据,优化城市空间布局和资源配置。
FLUENT软件在我国具有重要的应用价值和广阔的发展前景。
它不仅可以帮助企业提高产品性能和质量,还可以为我国的科研和设计工作提供强有力的支持。
随着我国科技创新的不断推进,FLUENT软件将在更多领域得到广泛应用,为我国的科技进步和社会发展做出更大的贡献。
Fluent在暖通空调除尘工程中的应用探讨
Fluent在暖通空调除尘工程中的应用探讨摘要:在计算流体动力学中,Fluent是以计算机为数值模拟工具的商业软件,采用方程计算来找到满足求解条件的流体力学复杂问题的离散化数值解,通过模拟计算与结构分析来得到流体流动规律,并解决实际工程问题。
该模拟计算的方法不仅方便灵活且经济实用,目前被广泛应用到暖通空调领域中,用来解决实际产品设计问题。
本文将主要介绍Fluent在暖通空调领域除尘中的具体应用。
关键词:Fluent;计算流体动力学;暖通空调;除尘工程1 暖通空调发展概况随着人们生活水平的提高、供暖技术的发展,暖通空调设备得到了广泛的应用,传统供暖技术使用的是集中供暖方式,通过铺设热力管道由热力公司将暖气输送到小区,再分配到各家各户。
由于该供暖方式单一,无法按照每户人家具体情况提供针对性供暖服务,无法满足各用户的需求,用户也不能根据自己所需设定供暖温度。
此外,该供暖方式的覆盖范围小,供暖成本太高。
而暖通空调不但能实现每家每户独立安装,还能自行设定温度,随着供暖技术的发展,暖通空调热源从单一电力供热变成了综合燃气、燃油、地热等多渠道供热,为暖通空调的普及创设了更好条件。
2 Fluent软件与计算流体动力学在暖通空调领域的应用暖通空调想要为每一个用户提供针对性的供暖服务,达到更好的供暖效果,就应在暖通空调设计时对用户进行大量实验,对室内环境进行模拟,综合考虑室内温湿度条件与空气流动条件,确保暖通空调设计的科学合理性。
传统暖通空调设计主要根据技术人员的经验与专业知识,然后再通过编程与试验对各个参数进行调整,比较分析产品的效果,再根据产品效果对设计进行改进。
该设计方式不仅设计时间长且效果不够理想,不能准确真实地模拟室内的热力环境,而且该设计模式对技术人员的要求较高,一旦出现任何主观上的问题就会影响设计工作的进行。
因此,在暖通空调设计中,采用Fluent软件,能真实模拟室内空气流动条件与热力环境,并对设计的产品进行性能测试,快速发现产品问题并优化改进。
基于Fluent船用排气净化低温等离子体反应器流场分析
基于Fluent船用排气净化低温等离子体反应器流场分析Fluent船用排气净化低温等离子体反应器是一种高效的气体净化设备,可以有效地降低船舶排放污染物的浓度,提高空气的质量。
本文通过对该设备的流场分析,探讨其在实际应用中的优缺点及其改进措施。
在Fluent船用排气净化低温等离子体反应器中,气体从进口进入反应器,在高电压电场的作用下,分子被分解成带电的离子和自由电子,并通过离子再组合和自由电子与分子相互结合,最终达到净化效果。
在此过程中,流场的分析非常重要,对于净化效果和设备的性能均有重要影响。
首先,分析该设备的流场特征。
在进口处,气体注入后流经导电板,在电极处形成电场,引起气体中分子的碎裂和离子的生成。
流场受到电场的作用,气体在导电板和电极之间流动,形成强电场区和弱电场区,不同电场区域的气体速度和浓度均有区别。
在这个过程中需要考虑气体的热传导、质量传输以及化学反应等影响,以此来优化反应器的结构和操作参数。
其次,分析Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的优缺点。
该设备具有高效净化、安全可靠、适用范围广、易于维护等优点。
但是,该设备存在着能量消耗高、排放的NOx浓度高、操作温度受限等缺点。
因此,学术界和产业界正积极寻求解决这些问题的方法,以完善设备的性能。
最后,探讨Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的改进措施。
在设备的结构设计方面,可以采用流线型设计、电极形状设计等方式来改善气体流场结构,以提高净化效率以及能量利用效率。
在操作参数的控制方面,可以采用智能控制技术来对电压、频率、温度等参数进行自适应控制,从而避免设备的过度或者不足的情况。
此外,更好的电极材料、更高效的电源、更优越的气体混合技术等技术的应用,将使Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的效率更高,更健康的环境同时也在不断地向我们走近。
综上所述,Fluent船用排气净化低温等离子体反应器采用了先进的等离子体反应原理,通过对气体流场的分析,可以优化设备的结构和操作参数,提高其净化效率和能量利用效率。
Fluent软件在计算流体力学课程教学中的应用
C o u r s e E d u c a t i o n R e s e a r c h
2 0 1 3 年1 2 月 下旬 刊
教改 ・ 教 研
实践 经 验 的 一 线教 师 或教 学 管理 工作 者 进 行 评 审 , 重 点考 察 作 育 学 院 学报 , 2 0 0 6 , ( 1 ) 者 提 出的 问题 是 否符 合 实 际、 解决方法是 否可行、 结论 是 否 合 『 4 ] 周 红 康. 研 究 生 学位论 文评 审制 度 实施 中存 在 的 问题 与 理等。 建议 口 】 . 洛 阳大 学 学报 , 2 0 0 7 , ( 1 ) 参 考 文 献: 【 5 ] 潘立, 计时呜, 鲁聪 达 . 从 学位 论 文 盲 评探 讨提 高研 究 生 [ 1 】 刘琳. 研 究 生 学 位 论 文 盲 审 制 度 的 思 考 与 实践 m. 成 功 培 养质 量 的途 径 I N] . 理 工 高教 研 究 , 2 0 0 5 , f 5 )
F l u e n t 软件在计 算流体 力学课程教 学中的应 用
徐 舒 金 如 聪
2 2 2 0 0 5 ) ( 1 . 江 苏 连 云 港 淮海 工 学院机 械 工程 学院 江 苏 连 云港 ( 2 . 南 京 工业 大 学 江 苏 南京 2 1 1 8 1 6 )
【 摘要 】 本 文探 讨 了 F L UE NT软 件 直 接 与 计 算 流体 力 学课 程 教 学 结合 的 可行 性 。由教 学 实践 表 明 此教 学方 法 能 激发 学 生对 该 课程 的兴 趣 并 加 深 对基 本 理 论 的 理 解 与 实 际 工程 应 用 。 本 应 用 实例 为横 管 海水 淡 化 蒸发 器从 而提 高教 学质 量 。
基于Fluent对脱硫废水喷雾干燥技术的研究
摘要院旁路喷雾干燥零排放技术日益受到关注袁以江苏某燃煤电厂安装的喷雾干燥塔作为研究对象袁使用计算机软件 陨悦耘酝 以及 云造怎藻灶贼 对塔内脱硫废水液滴的传热传质过程进行研究袁分析了烟气温度尧烟气速度尧废水流量尧液滴初始速度和 初始粒径的影响遥 研究表明袁烟气温度越高袁烟气速度越大袁废水液滴的蒸发速度越快袁完全蒸发所需时间就越短曰液滴初始 粒径越大袁废水流量越大袁液滴完全蒸发时间越长曰液滴初始速度对其完全蒸发时间影响不大袁在对旋转雾化器选型时袁应主 要考虑废水流量以及产生的液滴粒径大小遥
运藻赠憎燥则凿泽押云造怎藻灶贼熏凿藻泽怎造枣怎则蚤扎葬贼蚤燥灶 憎葬泽贼藻憎葬贼藻则熏藻增葬责燥则葬贼蚤燥灶 贼蚤皂藻
随着废水排放标准的日益严格及用水尧 排水收费制度的建 立袁火电厂作为用水尧排水大户袁需要实现脱硫废水零排放遥 在各 种脱硫废水零排放技术中袁 旁路喷雾干燥零排放技术引起了广 泛关注遥 该技术工艺是将喷雾干燥成熟技术应用于脱硫废水处 理袁 脱硫废水经过旋转雾化器雾化成粒径约几十微米的细雾滴 喷入干燥塔内袁利用 杂悦砸 脱硝反应器与空预器间的锅炉热烟气 作为热源袁在喷雾干燥塔内将废水蒸发袁水分进入烟气中袁蒸发 析出的粗盐分颗粒落入干燥塔底端被收集转运袁 细小盐分颗粒 随烟气进入除尘器处理袁达到脱硫废水零排放的目的遥 与其他脱 硫废水处理技术相比袁具有流程简单尧投资运行费用低尧占地面 积小尧不影响主烟气系统可靠贼则葬糟贼押粤 泽责则葬赠 凿则赠蚤灶早 贼燥憎藻则 蚤灶泽贼葬造造藻凿 蚤灶 葬 糟燥葬造原枣蚤则藻凿 责燥憎藻则 责造葬灶贼 蚤灶 允蚤葬灶早泽怎 孕则燥增蚤灶糟藻 蚤泽 怎泽藻凿 葬泽 贼澡藻 则藻泽藻葬则糟澡 燥遭躁藻糟贼援 栽澡藻 糟燥皂责怎贼藻则 泽燥枣贼憎葬则藻 陨悦耘酝 葬灶凿 云造怎藻灶贼 葬则藻 怎泽藻凿 贼燥 泽贼怎凿赠 贼澡藻 澡藻葬贼 葬灶凿 皂葬泽泽 贼则葬灶泽枣藻则 责则燥糟藻泽泽 燥枣 贼澡藻 凿藻泽怎造枣怎则蚤扎葬贼蚤燥灶 憎葬泽贼藻憎葬贼藻则 凿则燥责造藻贼泽 蚤灶 贼澡藻 贼燥憎藻则援栽澡藻 枣造怎藻 早葬泽 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻熏枣造怎藻 早葬泽 增藻造燥糟蚤贼赠 葬灶凿 憎葬泽贼藻憎葬贼藻则 葬则藻 葬灶葬造赠扎藻凿援栽澡藻 藻枣枣藻糟贼 燥枣 枣造燥憎 则葬贼藻熏蚤灶蚤贼蚤葬造 凿则燥责造藻贼 增藻造燥糟蚤贼赠 葬灶凿 蚤灶蚤贼蚤葬造 责葬则贼蚤糟造藻 泽蚤扎藻援杂贼怎凿蚤藻泽 泽澡燥憎 贼澡葬贼 贼澡藻 澡蚤早澡藻则 贼澡藻 贼藻皂责藻则葬贼怎则藻 燥枣 贼澡藻 枣造怎藻 早葬泽熏贼澡藻 澡蚤早澡藻则 贼澡藻 枣造怎藻 早葬泽 增藻造燥糟蚤贼赠熏贼澡藻 枣葬泽贼藻则 贼澡藻 藻增葬责燥则葬贼蚤燥灶 则葬贼藻 燥枣 贼澡藻 憎葬泽贼藻憎葬贼藻则 凿则燥责造藻贼泽熏葬灶凿 贼澡藻 泽澡燥则贼藻则 贼澡藻 贼蚤皂藻 则藻择怎蚤则藻凿 枣燥则 糟燥皂责造藻贼藻 藻鄄 增葬责燥则葬贼蚤燥灶援栽澡藻 造葬则早藻则 贼澡藻 蚤灶蚤贼蚤葬造 责葬则贼蚤糟造藻 泽蚤扎藻熏贼澡藻 造葬则早藻则 贼澡藻 憎葬泽贼藻憎葬贼藻则 枣造燥憎 则葬贼藻 葬灶凿 贼澡藻 糟燥皂责造藻贼藻 藻增葬责燥则葬贼蚤燥灶 燥枣 贼澡藻 凿则燥责造藻贼泽援
FLUENT软件及其在我国的应用
FLUENT软件及其在我国的应用一、本文概述随着计算流体力学(CFD)技术的飞速发展,FLUENT软件作为一款功能强大的流体仿真工具,已经在我国多个领域得到了广泛的应用。
本文旨在全面介绍FLUENT软件的基本特性、技术原理、应用领域以及在我国的发展现状和前景。
我们将首先概述FLUENT软件的核心功能和特点,然后深入探讨其在我国航空、能源、建筑、环保等关键行业中的具体应用案例,最后展望FLUENT软件在我国未来的发展趋势和可能面临的挑战。
通过本文的阅读,读者可以对FLUENT软件有一个全面的了解,同时也能了解到该软件在我国各个领域的应用情况和发展前景。
这对于推动我国流体仿真技术的发展,提高我国相关行业的科技创新能力和市场竞争力具有重要的参考价值和指导意义。
二、FLUENT软件的基本功能和特点FLUENT,作为一款广泛应用的流体动力学模拟软件,其强大的功能和突出的特点使其在众多工程和科学领域中占据了重要地位。
该软件基于有限体积法,可以对复杂的流体流动和传热问题进行高效、准确的模拟。
流动模拟:FLUENT能够模拟包括层流、湍流、不可压缩和可压缩流体在内的各种流动状态。
其内置的多种湍流模型,如k-ε模型、k-ω模型等,使得软件能够应对从简单的管道流到复杂的工业流体系统的各种流动问题。
传热模拟:除了流动模拟外,FLUENT还能够进行包括自然对流、强制对流、热传导和热辐射等多种传热过程的模拟。
多物理场耦合:FLUENT能够与多种其他物理场模拟软件(如ANSYS Mechanical、ANSYS Maxwell等)进行无缝集成,实现流体流动与结构、电磁等多物理场的耦合分析。
化学反应模拟:软件内置了多种化学反应模型,可以对燃烧、化学反应动力学等过程进行精确的模拟。
用户友好:FLUENT拥有直观的操作界面和丰富的用户手册,使得用户能够轻松上手,进行复杂的模拟操作。
高度灵活:软件提供了丰富的物理模型选择,用户可以根据实际需求选择合适的模型进行模拟。
大气污染基于CFD的烟气脱硫系统提效改造数值模拟
Abstract: In order to achieve the goal of ultra-low emission, the reverse injection device-bubble tower combined desulfurization system of 630 MW unit 1 after the transformation of Taishan Power Plant in Guangdong Province was used as the research object, and the Fluent computational fluid dynamics software was used for numerical simulation to simulate the flow of flue gas in the desulfurization system. The uniformity of slurry distribution in the reverse spray device was also studied. The numerical simulation results showed that, by changing the structural parameters such as the number, position and size of the deflector at the key flue elbow in the desulfurization system, the total system pressure dropped after optimization reduced from 3475 Pa to 3389 Pa. Reference section flue gas flow rate recirculation zone and low velocity zone disappeared. It greatly improved the uniformity of the smoke flow field. It was found that the uniformity of flue gas was the main factor affecting the resistance of the desulfurization system. As the flue gas non-uniformity increased, the resistance of the desulfurization system increased and the desulfurization effect decreased. This paper could provide references for the optimization of the baffle of the desulfurization system of coal-fired units and the commissioning of the actual power plant. Keywords: flue gas desulfurization;numerical simulation;reverse injection device;flow field optimization;uniformity
FLUENT软件在除尘领域中的应用_张明星
主要指袋式除尘器和滤筒除尘器 , 因为结构复 杂研究相对较少 , 主要是模拟整个流场的特性和粉 尘颗粒的运动轨迹 , 用以对除尘器的结构参数进行 改进 , 避免由于经验参数选取不合理而形成的涡流 和回流 。
Cagna M 等[ 22] 于 2002 年用 FLUENT 软件模拟滤 袋内气体的二维流动特性来研究流体对粉尘在滤袋
FLUENT 软件是基于 有限元体积 法 , 主 要用于 模拟和分析在 复杂几何区域内的流体 流动与热交 换 , 可用于二维平面 、二维轴对称和三维流动分析 , 可完成多种参考系下流场模拟 、定常与非定常流动 分析 、不可压缩流和可压缩流的计算 、层流和紊流模 型 、传热和热混合分析 、化学组分混合和反应分析 、 多相流分析 、固体与流体耦合传热分析 、多孔介质分 析等 。 它的模型包括 k -ε模型 、Reynolds 应力模型 、 LES 模型 、标准壁面函数 、双层近壁模型等[ 8-9] 。在 除尘领域中 , 主要用 FLUENT 软件的多相流模型来 模拟除尘器的流场特性和粉尘颗粒的运动轨迹 。
Gimbun J 等[ 20-21] 于 2005 年用 FLUENT6 .1 的雷 诺兹应力模型(RSM)模拟了进口速度和温度对旋风 除尘器压力损失的影响 , 与其余 4 种经验模型和实 验数据的结果仅 3 %的误差 ;随后又采用模 拟了出 灰口直径对旋风除尘器除尘效 率和压力损失 的影
响 , 与实验结果仅 5 %的误差 , 并指出用 FLUENT 软 件模拟旋风除尘器的压力损失能为其设计提供指导
第 20 卷第 2 期
济南大学学 报(自然科学版)
2006 年 4 月
JOURNAL OF JINAN UNIVERSITY (Sci .&Tech.)
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计算流体力学软件Fluent在烟气脱硫中的应用
0引言
污染最为有效的方法之一,而石灰石—石膏湿烟气脱硫是目前能大规模控制燃煤造成SO
2
法脱硫技术以其脱硫效率高、吸收剂来源丰富、成本低廉、技术成熟和运行可靠等优点获得广泛应用.从气液两相流体力学和化学反应动力学的观点看,脱硫吸收塔内流体流动的目的是强化气液两相的混合和质量传递、延长气液两相在塔内的接触时间、增大气液两相的接触面积并尽量减小吸收塔的阻力.合理的塔内流场分布对提高脱硫效率、降低脱硫投资和运行成本都具有重要意义.
目前,国内外对烟气脱硫吸收塔进行大量研究,主要采用实验方法,如研究塔的阻力特性、液滴运动速度沿塔高变化和TCA塔内温度场分布等,这些研究对指导工业应用具有重要意义,但其结果往往只针对特定的设备或结构,具有较大的局限性.随着计算机技术的迅速发展,计算流体力学(ComputationalFluidDynamic,CFD)已成为研究三维流动的重要方法:周山明等[4]利用FLUENT计算空塔和喷淋状态下的塔热态流场,结果表明脱硫吸收塔入口处流场变化最剧烈、压降损失最大,并根据计算结果改造来流烟道;孙克勤等采用混合网格和随机颗粒生成模型对烟气脱硫吸收塔的热态流场进行数值模拟;郭瑞堂等采用FLUENT结合非稳态反应传质-反应理论对湿法脱硫液柱冲的吸收进行数值模拟.
击塔内的流场和SO
2
本文尝试应用FLUENT对某脱硫吸收塔内烟气脱硫过程进行初步数值模拟,通过对内部流场进行分析验证本文模拟的合理性,进而对脱硫过程中脱硫吸收塔内是否存在湿壁现象进行深入分析研究.
1基于RANS求解器的CFD数值模拟
方法
1.1控制方程
时均的不可压缩连续性方程和N S方程
(RANS方程)如下:
1.2湍流模型和多相流模型
RNGk-ε湍流模型提供针对低雷诺数有效黏性的微分解析式,具备数值稳定性好、求解压力梯度精确以及工程实用等优点,因此本文的数值计算采用RNGk-ε湍流模型.多相流模型采用欧拉模型.
1.3边界条件
(1)入口边界条件:采用速度入口边界条件V
in=V
0
.
(2)出口边界条件:采用出流边界条件.
(3)物面条件:满足壁面黏附条件,壁面处流体速度与运动边界速度相同.
1.4数值离散和求解
(1)时间项的离散:采用直接1阶隐式离散.
(2)空间项的离散:扩散项以中心差分格式进行差分,对流项采用2阶迎风格式.
采用SIMPLE法处理压力-速度耦合问题,离散方程以Gauss-Seidel迭代法求解.
2烟气脱硫数值模拟
数值模拟对象为某个用于烟气脱硫的脱硫吸收塔,配有喷枪喷射浆液用于烟气脱硫,其脱硫过程涉及浆液对烟气中有害气体的吸收、浆液中Ca(OH)
2
与烟气中硫化物的化学反应以及浆液的蒸发.考虑到具体计算的时间问题以及实际问题的复杂程度,本文作相应简化,
不考虑浆液中Ca(OH)
2
与烟气中硫化物的化学反应以及实际脱硫过程中的传热蒸发.在研究浆液湿壁问题时,本文从烟气及浆液的流
动角度(速度分布)进行细致的分析研究,考虑到实际传热蒸发对烟气湿壁具有
很好的抑制作用,因此本文的分析结论偏于保守可靠.
2.1数值模拟对象
吸收塔入口处烟气速度为6m/s,喷枪喷射浆液流速度为25m/s.为便于分
析,建立固连于塔体的坐标系,并约定:吸收塔对称面所在的面为xOy面,z轴垂直于xOy面并满足右手法则,吸收塔模型和坐标系见图1.采用非结构网格对吸收塔内计算域进行网格划分,网格数量约为200万个.
图1吸收塔模型和坐标系
2.2流场分析
2.2.1脱硫吸收塔内部流场分析
(1)烟气入口处速度分布均匀,稳定在6m/s左右;导流板处烟气分布较为均匀;烟气在进入喷嘴时,由于与高速浆液进行动量交换,速度迅速增加到
20m/s以上,并显示出如喷枪一样的火焰状喷射轨迹,脱硫吸收塔对称面内烟气速度云图见图2;脱硫吸收塔内广大区域速度较小,根据连续性方程,出口
处速度应较大,从图2中亦能看到剧增的出口速度.(2)喷枪处浆液速度云图见图3,显示出与实际情况相符的火焰状轮廓,在进入脱硫吸收塔内后,由于与
烟气混合在一起,脱硫吸收塔内的浆液速度分布几乎与烟气一致.(3)进一步将脱硫吸收塔内流线示意绘出,见图4,可知脱硫吸收塔内烟气流动非常复杂,烟气在刚进入脱硫吸收塔内时流动均匀;而后进入主塔体时形成一对反向旋转的涡对,左边的很大,右边的相比之下较小但强度很强,并分别向上和向下卷曲延伸.导流板处及其上表面均无涡旋,只在趋于主塔体处形成较强的一次涡和二次分离涡.
图2对称面内烟气速度云图图3对称面内浆液速度云图
图4吸收塔内部流线示意
2.2.2三喷枪及导流板局部流场分析
(1)浆液喷射轮廓大于烟气,接近实际喷枪,喷射角度近60°,参与烟气流动,在脱硫吸收塔内形成涡旋.
(2)3组喷枪所在区域的浆液与空气流场完全一致,选取对称面进行流线分析,绘出浆液空气流线图.因tecplot中流线是起点式绘制,而喷枪出口轮廓的起点皆为分离点,故起点处流线也各个分离,喷枪所在位置处速度云图和流线示意见图5.
图5喷枪所在位置处速度云图和流线示意
(3)导流板处速度分布均匀且未形成涡旋,表明设计的导流板导流效果显著.
综上所述,从脱硫吸收塔整体及喷枪局部速度云图和流线可知,FLUENT具备较好的模拟脱硫吸收塔在脱硫过程中烟气和浆液流动的能力.
2.3湿壁情况分析
进一步选取较小速度比例给出壁面浆液速度云图,以分析可能的浆液湿壁现象,图6~9为中间喷枪和左右2个喷枪在yOz面内和相应xOz面内的速度云图.由图6和7可知,左右2个喷枪喷出的浆液流贴近近壁面.进一步截取浆液速度剖面进行分析,在近最大轮廓面及以下1.5m处截取剖面并精细显示速度云图,见图8和9.可知,左右2个喷枪喷射的浆液流速度在近壁面处达到3~6m/s,而从整体流线图看出塔内存在涡旋,考虑到实际喷枪出流速度大于25m/s时将会使火焰喷射轮廓更大进而射到塔壁上,因此该脱硫吸收塔的设计方案有可能出现湿壁现象.建议将左右喷枪挪向中部,并收缩喷枪所在管道直径,增加喷枪数量.
3结论
基于商业软件FLUENT采用多相流模型针对脱硫吸收塔内烟气脱硫过程进行初步模拟,建立基于RANS方程的烟气脱硫多相流数值模拟方法.通过对脱硫吸收塔内部和喷枪局部处流场进行分析,模拟得到浆液和烟气在脱硫吸收塔内的流动规律.从模拟结果看,本文建立的方法可行.通过对可能的浆液湿壁现象进行分析,认为此种脱硫吸收塔的设计方案有可能出现湿壁现象,建议将左右喷枪挪向中部,并且收缩喷枪所在管道直径,增加喷枪数量.下一步工作将在给定的喷枪速度范围内进行系列计算,综合比较给定湿壁影响区域,为施工设计提供参考;同时,也考虑在进一步的深入计算中加入传热蒸发模型.。