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文檔簡介
1、管道混合器作為一種重要的氣-氣混合工具,具有混合劇烈、性能可靠、傳質傳熱快、工藝連續(xù)等優(yōu)點。本論文研究內容為某企業(yè)委托研究項目,要求在設計參數(shù)范圍內,設計空氣-氧氣管道混合器,使得在最短的混合長度上,氧氣均勻度滿足要求。
論文通過理論分析,研究了單孔直管管道混合器內氣體射流軌跡以及射流軸線上氧氣濃度變化規(guī)律。在Fitzgerald、O'Leary等人提出了直管混合器設計公式的基礎上,考慮到本項目氣體混合的參數(shù)范圍,論文提出了一
2、種新的直管混合器設計公式d/D=5.4(q/Q),利用該設計公式,(1)設計了單孔直管混合器。(2)在提出多孔射流是多個單孔射流的線性疊加的前提下,設計了雙孔直管混合器、四孔直管混合器。(3)在分析彎管流動的基礎上,論文提出在直管后增設彎管的彎管混合器,并設計了單孔彎管混合器、雙孔彎管混合器和四孔彎管混合器。
對三種型式的直管管道混合器進行了數(shù)值模擬,結果表明,(1)在x/D=2~10區(qū)間內,氧氣射流軸心線與主管軸線相切,即濃
3、度最大的點位于圓管的軸心線上,符合幾何中心射流判別準則,驗證了本論文提出的管道混合器設計公式正確。(2)主管橫截斷面上氧氣濃度均方根的值表明,單孔直管混合器的最大,雙孔直管混合器的次之,四孔直管混合器的最小,即孔數(shù)越多,均方根值越小,因此選用四孔直管混合器,其結構參數(shù)為:孔徑2.5mm,沿周向均勻布置。
論文對四種型式的彎管管道混合器內空氣-氧氣混合進行了數(shù)值模擬。主管橫截斷面上氧氣濃度均方根的值表明,外側單孔彎管混合器的最大
4、,內側單孔彎管混合器的次之,雙孔和四孔彎管混合器的最小,因此,選用雙孔或四孔彎管混合器。雙孔混合器的結構參數(shù)為:孔徑5.0mm,分別布置在彎管的內側和外側;四孔結構參數(shù)為:孔徑2.5mm,沿周向均勻布置。
對直管混合器和彎管混合器的混合效果進行了比較研究。在x/D=10的斷面上,雙孔直管和彎管混合器氧氣濃度均方根的值分別為1.21%和0.48%,四孔直管和彎管混合器氧氣濃度均方根的值分別為0.34%和0.32%,即彎管管道混合
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