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《山东理工大学》 2011年
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氧化床气流通道热态阻力特性数值研究

陈香春  
【摘要】:煤矿乏风具有甲烷浓度低(0.1%)、富集难、气量大等特点,传统的处理方式是直接排空,这造成了严重的大气污染和温室效应。热逆流氧化技术是目前处理乏风瓦斯的有效方式,可以有效氧化乏风并回收利用其中的热量。陶瓷氧化床是热逆流氧化技术的关键部件,其流动和换热性能关系到乏风瓦斯能否高效利用。目前,虽然蜂窝陶瓷作为蓄热体已经得到广泛应用,但对蜂窝陶瓷蓄热体阻力损失和热交换机理的综合认识还缺乏深入研究,蓄热氧化床的设计还缺乏准确的设计依据。 本文运用Fluent软件对蜂窝陶瓷的热态阻力特性进行了数值模拟。研究了结构参数、操作参数和物性参数对阻力损失和温度效率的影响。计算结果表明:边长和壁厚这两个结构参数中,一个为定量,另一个为变量时,开孔率决定的入口流速的大小对阻力损失的影响远大于过程换热强度对阻力损失的影响;相同工况下,莫来石质蜂窝陶瓷的热流量大于堇青石质蜂窝陶瓷的热流量。 建立了蜂窝陶瓷的多通道数学模型,研究了氧化床内蜂窝陶瓷间隙和蜂窝孔错位对阻力损失的影响规律。得出间隙和错位关系对六方孔蜂窝陶瓷阻力损失的影响要小于其对四方孔蜂窝陶瓷阻力损失的影响;在高温下对阻力损失的影响大于其在低温下对阻力损失的影响;阻力损失随错位关系的变化规律与温度无关。为保证氧化床的整体阻力损失最小,在安装蜂窝陶瓷时,前后两块蜂窝陶瓷之间应保证1-2mm的间隙。 基于自行研发的热逆流氧化装置,建立了蓄热氧化床的单通道数学模型,对甲烷在氧化床内自燃氧化进行初步模拟。并研究了组合式氧化床的阻力特性,得到了蜂窝陶瓷组合方式对氧化床阻力损失的影响规律。
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK124

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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