.934 北京科技大学学报 第30卷 方向逐渐减小，烧成炉下部入口处的压力为 一468Pa,到干燥炉出口压力为一1517Pa. 3.2两相流场的基本特征 图6为计算所得炉内的两相流场21].由图 可以看出，矿浆颗粒喷入干燥炉内，水分平均在 0.04s内蒸发，由于回流区的存在，颗粒运动经历 十分复杂，在此过程中，它不断与其他颗粒碰撞。由 于粒径小，黏附作用强，颗粒不断合并长大，颗粒长 大到一定程度，重力大于气动力，颗粒开始下降，在 计算的400个颗粒中，最后下降的颗粒为123个，平 图4网格体系 均粒径为1256m,最小为100m,最大为3000m; Fig.4 Architecture of mesh 另外，由于喷口张角较小，干燥炉内颗粒附壁较少， 入烧成炉后速度迅速减小，速度分布均匀，平均向上 计算的400个颗粒中仅有8个颗粒附壁 流速为3.5ms左右，进入烧成炉以上的第二直管 段后，截面减小，流速增大，同时，矿浆在此处被高压 气体喷入，此处流速很高，速度分布不均匀，由于矿 浆喷入速度很大，气体和矿浆进入干燥炉后，干燥炉 内的流场出现复杂变化，干燥炉下部中心气体以较 大速度向上流动，两侧气体以较小速度向下流动，两 侧出现不对称的回流区，到干燥炉上部近出口处，回 流区消失，气体向上流出干燥炉 图6两相流场分布 LATIV A补 品 Fig.6 Distribution of the two phrase flow field 表2为下降颗粒粒径分布的计算值与实验值的 对比·对比发现，计算结果所得粒径较实验结果大， 这是因为颗粒在烧成炉内下降相互碰撞会引起颗粒 破碎，鉴于颗粒碰撞的复杂性，本数学模型尚未考 虑.另外筛分过程中相互碰撞也会引起颗粒破碎， 造成实验误差 表2粒径分布的计算值和测量值 图5中心纵截面速度(a)、温度(b)和压力(c)分布 Table 3 Calculated and measured values at different particle diameters Fig-5 Velocity (a),temperature (b)and pressure (c)distributions 计算值 测量值 in the center longitudinal section 粒度/Hm 颗粒个数百分比/%粒度/m百分比/% 图5(b)为计算所得炉内中心纵截面的温度分 >160 99 80.6 >147 64.8 布.下部的直管段烟气温度很高，平均为1350K,进 100~160 22 17.8 147-74 26.2 入烧成炉后，由于有颗粒流过，温度开始缓慢减小， 80-100 2 1.6 74~45 6.6 但平均温度仍然很高，烧成炉出口平均温度为 <80 0 <45 2.4 1130K.烧成炉上部为干燥炉，矿浆由直管段喷入， 水分蒸发带走热量多，炉内温度迅速下降，温度分布 3.3各参数对两相流场的影响 很不均匀，温度梯度大，局部温度最低为370K 3.3.1喷口位置的影响 图5(c)为计算所得炉内中心纵截面的压力分 图7(a),()和(c)为改变喷口位置计算所得的 布，由于气流和颗粒的流动阻力，压力沿炉膛高度 流场及两相流场，分别表示喷口位置为8.4m、9.4m图4 网格体系 Fig．4 Architecture of mesh 入烧成炉后速度迅速减小‚速度分布均匀‚平均向上 流速为3∙5m·s —1左右‚进入烧成炉以上的第二直管 段后‚截面减小‚流速增大‚同时‚矿浆在此处被高压 气体喷入‚此处流速很高‚速度分布不均匀．由于矿 浆喷入速度很大‚气体和矿浆进入干燥炉后‚干燥炉 内的流场出现复杂变化‚干燥炉下部中心气体以较 大速度向上流动‚两侧气体以较小速度向下流动‚两 侧出现不对称的回流区‚到干燥炉上部近出口处‚回 流区消失‚气体向上流出干燥炉． 图5 中心纵截面速度（a）、温度（b）和压力（c）分布 Fig．5 Velocity （a）‚temperature （b） and pressure （c） distributions in the center longitudinal section 图5（b）为计算所得炉内中心纵截面的温度分 布．下部的直管段烟气温度很高‚平均为1350K‚进 入烧成炉后‚由于有颗粒流过‚温度开始缓慢减小‚ 但平均温度仍然很高‚烧成炉出口平均温度为 1130K．烧成炉上部为干燥炉‚矿浆由直管段喷入‚ 水分蒸发带走热量多‚炉内温度迅速下降‚温度分布 很不均匀‚温度梯度大‚局部温度最低为370K． 图5（c）为计算所得炉内中心纵截面的压力分 布．由于气流和颗粒的流动阻力‚压力沿炉膛高度 方向 逐 渐 减 小‚烧 成 炉 下 部 入 口 处 的 压 力 为 —468Pa‚到干燥炉出口压力为—1517Pa． 3∙2 两相流场的基本特征 图6为计算所得炉内的两相流场［12—13］．由图 可以看出‚矿浆颗粒喷入干燥炉内‚水分平均在 0∙04s 内蒸发．由于回流区的存在‚颗粒运动经历 十分复杂‚在此过程中‚它不断与其他颗粒碰撞．由 于粒径小‚黏附作用强‚颗粒不断合并长大‚颗粒长 大到一定程度‚重力大于气动力‚颗粒开始下降‚在 计算的400个颗粒中‚最后下降的颗粒为123个‚平 均粒径为1256μm‚最小为100μm‚最大为3000μm； 另外‚由于喷口张角较小‚干燥炉内颗粒附壁较少‚ 计算的400个颗粒中仅有8个颗粒附壁． 图6 两相流场分布 Fig．6 Distribution of the two-phrase flow field 表2为下降颗粒粒径分布的计算值与实验值的 对比．对比发现‚计算结果所得粒径较实验结果大‚ 这是因为颗粒在烧成炉内下降相互碰撞会引起颗粒 破碎‚鉴于颗粒碰撞的复杂性‚本数学模型尚未考 虑．另外筛分过程中相互碰撞也会引起颗粒破碎‚ 造成实验误差． 表2 粒径分布的计算值和测量值 Table3 Calculated and measured values at different particle diameters 计算值 测量值 粒度／μm 颗粒个数 百分比／％ 粒度／μm 百分比／％ ＞160 99 80∙6 ＞147 64∙8 100～160 22 17∙8 147～74 26∙2 80～100 2 1∙6 74～45 6∙6 ＜80 0 — ＜45 2∙4 3∙3 各参数对两相流场的影响 3∙3∙1 喷口位置的影响 图7（a）‚（b）和（c）为改变喷口位置计算所得的 流场及两相流场‚分别表示喷口位置为8∙4m、9∙4m ·934· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷