高壓煤氣化激冷射流參數(shù)測試方法研究

【摘要】：煤氣化技術作為一種潔凈煤技術得到了越來越廣泛的應用和不斷的發(fā)展。SHELL煤氣化技術是目前世界上最先進的煤氣化方法之一。為提高煤氣產(chǎn)量、降低成本,將原來的合成氣激冷技術改為水激冷。水激冷技術在干粉氣化爐上沒有發(fā)現(xiàn)有工業(yè)應用。要實現(xiàn)工業(yè)上的應用需要研究高溫高背壓條件下水的射流過程,由于高溫高背壓條件下的射流參數(shù)沒有成熟的公式進行計算,因此需要通過實驗的方法來測定。 射流參數(shù)一般包括射流錐角、射流速度場和粒徑分布。本文中所做的是與激冷工藝緊密相關的射流錐角和射流速度場方面的研究。根據(jù)激冷工藝要求,構(gòu)建高溫高背壓射流實驗測試系統(tǒng),并就射流錐角和速度場的測試做了詳細討論。 實驗采用攝像法利用相機拍攝射流過程的圖片,然后對圖片處理得出射流錐角的大小;利用PIV測量射流速度場的分布。實驗結(jié)果表明:水的射流形狀較為規(guī)則,邊界幾乎沒有出現(xiàn)畸變,采用簡單的圖片處理方法提取數(shù)據(jù),減小了復雜處理過程中的實驗誤差。 利用PIV測量了射流過程的速度場,水的反光性在某些區(qū)域是足以滿足對示蹤粒子的一些要求的。實驗中發(fā)現(xiàn),隨著噴射壓力及背壓的的提高,CCD所得粒子圖片相關處理后的速度矢量圖質(zhì)量呈現(xiàn)低-高-低的趨勢。這是因為隨著壓力增加水的霧化效果增強,粒子數(shù)增加,測量區(qū)間粒子信息增加,到達一定程度后壓力繼續(xù)增加后由于粒子濃度太大給CCD的識別及相關處理帶來困難。針對粒子濃度高這一測量難題,可以采用提高分辨率和投入示蹤粒子來解決。另外,在噴嘴的出口附近粒子分散性不好,濃度太大而且相互粘接,采用提高分辨率的方法并不能起到很好的效果,建議采用其他方法測量。噴嘴出口附近噴霧中心區(qū)反光性太強,采用將水染色的方法降低中心區(qū)域反光性而又保留了邊緣的粒子信息,起到了比較好的結(jié)果。 【關鍵詞】：高背壓 水射流 霧化錐角 速度場 PIV
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TQ541
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-33
• 1.1 課題研究的背景及意義9-14
• 1.2 國內(nèi)玩研究現(xiàn)狀14-32
• 1.3 本文的主要工作和內(nèi)容安排32-33
• 2 高溫高背壓實驗系統(tǒng)的構(gòu)建33-49
• 2.1 系統(tǒng)構(gòu)成與功能33-34
• 2.2 子系統(tǒng)的組成與功能34-45
• 2.3 實驗系統(tǒng)性能檢驗45-47
• 2.4 實驗系統(tǒng)操作程序47-48
• 2.5 本章小結(jié)48-49
• 3 高背壓射流主要特性參數(shù)測試方法49-71
• 引言49-50
• 3.1 射流霧化錐角的測試方法研究50-54
• 3.2 射流速度的測試方法研究54-69
• 3.3 本章小結(jié)69-71
• 4 全文總結(jié)與建議71-73
• 4.1 全文總結(jié)71
• 4.2 進一步工作建議71-73
• 致謝73-75
• 參考文獻75-79
• 附錄 研究生期間參與課題79

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