工程科学学报，第39卷，第3期：449-455,2017年3月 Chinese Journal of Engineering,Vol.39,No.3:449-455,March 2017 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2017.03.018:http://journals.ustb.edu.cn 棒式文丘里除尘器气液两相流阻力特性 夏毅敏”四，杨端”，胡承欢”，唐浦华12)，卜英勇” 1)中南大学机电工程学院，长沙4100832)长沙学院机电工程系，长沙410003 区通信作者，E-mail:xiaymj@csu.cdu.cn 摘要为了掌握棒式文丘里除尘器内气液两相流的阻力特性，基于多相流理论，建立其三维C℉D模型，研究分析棒间距、 除尘风量和液气比对棒式文丘里除尘器阻力特性的影响，并建立了阻力预测公式以及三者之间的关系式.结果表明：文丘里 棒层与下筒体的压力损失随着棒间距的减小和风量的增大呈幂指数关系增大，随着液气比的增大呈近线性增大：上筒体的压 力损失与风量呈近平方关系：通过与实验数据对比，关系式最大误差为16.88%，验证了其有效性 关键词棒式文丘里：阻力特性；两相流：数值模拟 分类号U455.3·1 Resistance characteristics of gas-liquid two-phase flow in stick venturi scrubbers XIA Yi-min,YANG Duan,HU Cheng-huan,TANG Pu-hua2,BU Ying-yong 1)School of Mechanical and Electrical Engineering,Central South University,Changsha 410082,China 2)School of Mechanical and Electrical Engineering,Changsha University,Changsha 410082,China Corresponding author,E-mail:xiaymj@csu.edu.cn ABSTRACT In order to grasp the resistance characteristics of gas-liquid two-phase flow in stick venturi scrubbers,based on the multiphase flow theory,a three-dimensional CFD model was established.The impacts of stick spacing,air flow and liquid-gas ratio on the pressure loss were studied,and a resistance characteristic model was established.The relationship among stick spacing,air flow and liquid-gas ratio was obtained based on the resistance characteristic model.The results show that the pressure loss between the venturi bar layer and the lower cylinder increases in power exponent with the decrease of stick spacing and the increase of air flow,and it increases in linear with the increase of liquid-gas ratio.The pressure loss of the upper cylinder increases in quadratic with the increase of air flow.The max error between the resistance characteristic model and experimental data is 16.88%,which verifies the model effectiveness. KEY WORDS stick venturi;resistance characteristics:two-phase flow;numerical simulation 文丘里除尘器是一种构造简单，除尘效率高的湿确的预测了高压文丘里除尘器的压力损失. 式除尘器，由于其具有占地少，能够有效处理含易燃、 Viswanathan☒通过实验方法对McInnis-一Bischoff可变 易黏着粉尘的气体的特点，目前已广泛应用到矿井、隧喉管文丘里除尘器压力损失进行了研究分析，建立了 道工程中.然而由于文丘里除尘器中高速气流的动能 简化的压力损失经验公式.Silva等国搭建了一个大型 要用于雾化和加速液滴，因此压力损失要大于其他湿 多功能文丘里管试验台用于测量工业应用中所需的相 式除尘器.为了更好的掌握文丘里除尘器的阻力特 关参数，并建立了可靠的实验数据库.Nasseh等使 性，许多学者已开展了相关的研究.Sun等0通过建立 用人工神经网络建立了文丘里除尘器的压力损失预测 文丘里除尘器气相边界层的发展与分离模型，较为准 模型，并通过遗传算法对其进行了优化，该模型较传统 收稿日期：2016-0602 基金项目：国家高技术研究发展计划资助项目(2012AA041801):国家重点研发计划资助项目(2016YFC0209300):中南大学中央高校基本科 研业务费专项资金资助项目(2016zs292)工程科学学报，第 39 卷，第 3 期: 449--455，2017 年 3 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 39，No． 3: 449--455，March 2017 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2017． 03． 018; http: / /journals． ustb． edu． cn 棒式文丘里除尘器气液两相流阻力特性 夏毅敏1) ，杨 端1) ，胡承欢1) ，唐浦华1，2) ，卜英勇1) 1) 中南大学机电工程学院，长沙 410083 2) 长沙学院机电工程系，长沙 410003 通信作者，E-mail: xiaymj@ csu． edu． cn 摘 要 为了掌握棒式文丘里除尘器内气液两相流的阻力特性，基于多相流理论，建立其三维 CFD 模型，研究分析棒间距、 除尘风量和液气比对棒式文丘里除尘器阻力特性的影响，并建立了阻力预测公式以及三者之间的关系式． 结果表明: 文丘里 棒层与下筒体的压力损失随着棒间距的减小和风量的增大呈幂指数关系增大，随着液气比的增大呈近线性增大; 上筒体的压 力损失与风量呈近平方关系; 通过与实验数据对比，关系式最大误差为 16. 88% ，验证了其有效性． 关键词 棒式文丘里; 阻力特性; 两相流; 数值模拟 分类号 U455. 3 + 1 Ｒesistance characteristics of gas--liquid two-phase flow in stick venturi scrubbers XIA Yi-min1)  ，YANG Duan1) ，HU Cheng-huan1) ，TANG Pu-hua1，2) ，BU Ying-yong1) 1) School of Mechanical and Electrical Engineering，Central South University，Changsha 410082，China 2) School of Mechanical and Electrical Engineering，Changsha University，Changsha 410082，China Corresponding author，E-mail: xiaymj@ csu． edu． cn ABSTＲACT In order to grasp the resistance characteristics of gas--liquid two-phase flow in stick venturi scrubbers，based on the multiphase flow theory，a three-dimensional CFD model was established． The impacts of stick spacing，air flow and liquid--gas ratio on the pressure loss were studied，and a resistance characteristic model was established． The relationship among stick spacing，air flow and liquid--gas ratio was obtained based on the resistance characteristic model． The results show that the pressure loss between the venturi bar layer and the lower cylinder increases in power exponent with the decrease of stick spacing and the increase of air flow，and it increases in linear with the increase of liquid--gas ratio． The pressure loss of the upper cylinder increases in quadratic with the increase of air flow． The max error between the resistance characteristic model and experimental data is 16. 88% ，which verifies the model effectiveness． KEY WOＲDS stick venturi; resistance characteristics; two-phase flow; numerical simulation 收稿日期: 2016--06--02 基金项目: 国家高技术研究发展计划资助项目( 2012AA041801) ; 国家重点研发计划资助项目( 2016YFC0209300) ; 中南大学中央高校基本科 研业务费专项资金资助项目( 2016zzts292) 文丘里除尘器是一种构造简单，除尘效率高的湿 式除尘器，由于其具有占地少，能够有效处理含易燃、 易黏着粉尘的气体的特点，目前已广泛应用到矿井、隧 道工程中． 然而由于文丘里除尘器中高速气流的动能 要用于雾化和加速液滴，因此压力损失要大于其他湿 式除尘器． 为了更好的掌握文丘里除尘器的阻力特 性，许多学者已开展了相关的研究． Sun 等［1］通过建立 文丘里除尘器气相边界层的发展与分离模型，较为准 确 的 预 测 了 高 压 文 丘 里 除 尘 器 的 压 力 损 失． Viswanathan ［2］通过实验方法对 McInnis--Bischoff 可变 喉管文丘里除尘器压力损失进行了研究分析，建立了 简化的压力损失经验公式． Silva 等［3］搭建了一个大型 多功能文丘里管试验台用于测量工业应用中所需的相 关参数，并建立了可靠的实验数据库． Nasseh 等［4］使 用人工神经网络建立了文丘里除尘器的压力损失预测 模型，并通过遗传算法对其进行了优化，该模型较传统