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.936 北京科技大学学报 第30卷 两侧回流区变得很小，大部分颗粒随气流向上运动， 始雾化粒径为50m时，颗粒全部随气流飞走，没有 仅有极少数颗粒向下，显然此时喷口的雾化张角是 颗粒下降进入烧成炉；初始雾化粒径为100m时， 不合适的.综上所述，喷口雾化角应为5.8°左右为 绝大部分颗粒随气流飞走，少数颗粒碰壁：初始雾化 宜，考虑到雾化张角对颗粒初始粒径的影响，雾化张 粒径大于200m时，部分颗粒长大后进入烧成炉， 角应比5.8略大为宜 初始雾化粒径越大，进入烧成炉内的颗粒越多；但是 3.3.4喷出颗粒雾化粒径的影响 初始雾化粒径越大，水分蒸发所需时间越长，初始雾 分别取颗粒初始雾化粒径为50,100,200,400， 化粒径为400m时，少数颗粒水分蒸发所需时间达 800,1000m进行了对比计算.由图10可看出：初 到2s左右.因此对于本文的计算工况，建议初始雾 (d 化粒径应控制在200m左右为宜 3.3.5喷浆量的影响 入口烟气温度为1200℃、喷浆量为 1.5m3h-1、其他参数不变时，计算所得的流场、两 相流场及截面温度分布如图11所示.气相流场与 喷浆量为1.2m3h-1、入口烟气温度为1373K(见 图5(a)时相差不大，流场较为理想：由两相流场可 以看出，跟踪的200个颗粒中，最后下降的颗粒为 78个，占39%，且下降的平均粒径和颗粒出炉温度 略为降低；同时可以看出，入口烟气温度升高，炉内 温度水平升高，但由于喷浆量的增加，气体曳力减 小，部分颗粒喷入后迅速下降，低温区下移，但2一2 图10喷出颗粒雾化粒径对两相流的影响.(a)d=50m； 截面平均温度己达651K,与标准工况相当.可见， (b)d=100hm:(c)d=200m:(d)d>800hm Fig-10 Effect of atomization particle diameter on two phase flow 喷浆量为1.5m3h-1时，将入口烟气温度增加至 (a)d=50hm;(b)d=100hm;(c)d=200hm;(d)）d>800hm 1473K时能满足矿浆烧成和干燥的要求， 1-1截面 流场分布 两相流场分布 2-2截面 中心纵藏面 图11喷浆量为1.5m3h(T=1473K)时流场、两相流及截面温度分布 Fig.11 Distribution of flow field.two phase flow and sectional temperature with the gunite amount of 1.5m3hat 1473K 4结论 数，为炉内热过程的进一步分析研究以及装置的优 化设计提供了可靠数据 对新型氧化铝矿浆干燥、烧成炉内气固两相流 在本文的计算范围内，干燥、烧成炉的喷口位置 的流动传热以及烧成过程建立了数学模型，模型计 应低于9.4m,喷出速度大于200ms,雾化张角 算可以获得炉内速度场、压力场和温度场等过程参 比5.8°略大（但不要大于7.5°），初始雾化粒径控制两侧回流区变得很小大部分颗粒随气流向上运动 仅有极少数颗粒向下显然此时喷口的雾化张角是 不合适的．综上所述喷口雾化角应为5∙8°左右为 宜考虑到雾化张角对颗粒初始粒径的影响雾化张 角应比5∙8°略大为宜． 3∙3∙4 喷出颗粒雾化粒径的影响 分别取颗粒初始雾化粒径为50100200400 8001000μm 进行了对比计算．由图10可看出：初 图10 喷出颗粒雾化粒径对两相流的影响．（a） d ＝50μm； （b） d＝100μm；（c） d＝200μm；（d） d＞800μm Fig．10 Effect of atomization particle diameter on two-phase flow： （a） d＝50μm；（b） d＝100μm；（c） d＝200μm；（d） d＞800μm 始雾化粒径为50μm 时颗粒全部随气流飞走没有 颗粒下降进入烧成炉；初始雾化粒径为100μm 时 绝大部分颗粒随气流飞走少数颗粒碰壁；初始雾化 粒径大于200μm 时部分颗粒长大后进入烧成炉 初始雾化粒径越大进入烧成炉内的颗粒越多；但是 初始雾化粒径越大水分蒸发所需时间越长初始雾 化粒径为400μm 时少数颗粒水分蒸发所需时间达 到2s 左右．因此对于本文的计算工况建议初始雾 化粒径应控制在200μm 左右为宜． 3∙3∙5 喷浆量的影响 入 口 烟 气 温 度 为 1200 ℃、喷 浆 量 为 1∙5m 3·h —1、其他参数不变时计算所得的流场、两 相流场及截面温度分布如图11所示．气相流场与 喷浆量为1∙2m 3·h —1、入口烟气温度为1373K（见 图5（a））时相差不大流场较为理想；由两相流场可 以看出跟踪的200个颗粒中最后下降的颗粒为 78个占39％且下降的平均粒径和颗粒出炉温度 略为降低；同时可以看出入口烟气温度升高炉内 温度水平升高但由于喷浆量的增加气体曳力减 小部分颗粒喷入后迅速下降低温区下移但2—2 截面平均温度已达651K与标准工况相当．可见 喷浆量为1∙5m 3·h —1时将入口烟气温度增加至 1473K时能满足矿浆烧成和干燥的要求． 图11 喷浆量为1∙5m 3·h —1（ T＝1473K）时流场、两相流及截面温度分布 Fig．11 Distribution of flow fieldtwo-phase flow and sectional temperature with the gunite amount of 1∙5m 3·h —1at 1473K 4 结论 对新型氧化铝矿浆干燥、烧成炉内气固两相流 的流动传热以及烧成过程建立了数学模型．模型计 算可以获得炉内速度场、压力场和温度场等过程参 数为炉内热过程的进一步分析研究以及装置的优 化设计提供了可靠数据． 在本文的计算范围内干燥、烧成炉的喷口位置 应低于9∙4m喷出速度大于200m·s —1雾化张角 比5∙8°略大（但不要大于7∙5°）初始雾化粒径控制 ·936· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷