论文部分内容阅读
为解决乙二醇再生脱一价盐中的关键问题,实验室建立了小型贫乙二醇脱一价盐动态实验装置。考虑到热油系统在实验室使用太过复杂,存在较大安全风险,将为闪蒸罐提供热源的循环加热器选择为电加热器。实验过程中,发现电加热器内出现了盐颗粒的沉积,影响了实验的正常进行,因此本文利用数值模拟的手段,对电加热器内盐颗粒的沉降进行了数值模拟,在此基础上探讨了其内部结构与工艺参数对颗粒沉降的影响,并综合考虑了电加热器的换热系数及沿程压降,从而为今后进一步改进设备起到一定的参考和指导作用。本文进行了NaCl晶体粒度的测定,得出盐颗粒平均直径为58μm；介绍了颗粒及流体运动的基本理论及固液两相流数值模型,建立了电加热器内固液两相流的数学模型；采用CATIA软件建立电加热器三维几何模型,ICEM软件划分网格,网格均采用六面体结构化网格；确定电加热管表面功率密度为11KW/m2；运用FLUNTT软件,采用欧拉-欧拉模型及RNGk-ε模型,对弓形折流板及螺旋折流板电加热器内颗粒沉降进行了数值模拟,在本文所研究的范围内,得到的主要结论如下：(1)弓形折流板电加热器,折流板个数增加有利于减少电加热器底部的颗粒沉积,提高换热系数,但沿程压降增大,综合性能先增大后减小；折流板高度增加,底部折流板前方区域固相体积分数减小,后方区域固相体积分数逐渐增加,换热系数及沿程压降均增大,综合性能先增大后减小；安装倾角的增加有利于减少底部折流板附近的颗粒沉积,减小沿程压降,但封头处的固相体积分数大量增加,换热系数先增大后减小；(2)螺旋折流板电加热器,螺旋角度减小有利于减少电加热器底部的颗粒沉积,螺旋角度增加,换热系数及沿程压降均降低,综合性能先增大后减小；(3)弓形折流板与螺旋折流板电加热器,进出口位置上进下出有利于减少电加热器底部的颗粒沉积,降低沿程压降,提高换热系数及综合性能；流量增加均有利于减少电加热器底部折流板附近的颗粒沉积,提高换热系数,但沿程压降增大,综合性能降低；(4)在本文得到的弓形折流板与螺旋折流板电加热器改进结构参数下,颗粒粒径及固相浓度增加,底部颗粒沉积均增多,其中改进后的弓形折流板(螺旋折流板)电加热器在粒径95μun (75μm)时底部折流板附近的颗粒沉积量仍少于原结构粒径58μm时的颗粒沉积量,固相浓度增加,底部折流板附近的颗粒沉积量所占的比例增加幅度都较小；流量同为1.5m3/h,粒径为平均粒径,固相体积分数为0.04时,螺旋折流板电加热器底部颗粒沉积更少,同一流量下,螺旋折流板电加热器压降、换热系数及综合性能均大于弓形折流板电加热器。