[发明专利]一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法及系统

权利要求书

1.一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、建立气体流动模型；

二、采用Realizable k-ε模型进行气相湍流流动数值模拟计算；

三、采用随机颗粒轨道模型来模拟干燥塔内液滴颗粒的运动过程。

2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：步骤一中，气体流动模型包括连续性方程、动量方程及k和ε的两个输运方程；气相组分的连续性方程为式(1)，动量方程为式(2)；

式中S_m为由离散项液滴向连续项烟气蒸发产生的质量源项；

式中p为静压，为重力体积力，为离散项液滴产生的作用力，μ为分子粘度，I为单位张量。

3.根据权利要求2所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：步骤二中，Realizablek-ε模型中，湍流动能k与其耗散率ε的计算方程为式(3)与式(4)，C₁与η的取值由式(5)、(6)计算；

式中G_k指由平均速度梯度产生的湍流动能，G_b为由浮升力产生的湍流动能，Y_M为可压缩湍流中波动膨胀对于总耗散率的影响程度；C_1ε和C₂为常数；σ_k与σ_ε为湍流动能k与其耗散率ε的湍流普朗特数；S_k与S_ε为用户对于湍流动能k与其耗散率ε的自定义源项。

4.根据权利要求3所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：C_1ε＝1.44，C₂＝1.9，σ_k＝1.0，σ_ε＝1.2。

5.根据权利要求4所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：随机颗粒轨道模型是将液滴颗粒按初始尺寸分组，从拉格朗日坐标系中的颗粒瞬时方程组出发，考虑湍流对颗粒的作用，计算颗粒的随机轨道及沿轨道的变化经历。

6.根据权利要求5所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：离散相液滴颗粒的运动方程由式(7)控制；

其中m_p为液滴质量，为气相流体速度，为液滴速度，ρ为气相流体密度；ρ_p为液滴的密度，为附加力，为液滴受到的拽力，τ_r为液滴的弛豫时间。

7.根据权利要求6所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：τ_r由式(8)计算；

式中，μ为烟气的分子粘度，d_p为液滴直径，Re为液滴与烟气之间的相对雷诺数，C_d为液滴的拖拽系数。

8.根据权利要求7所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：

Re由式(9)计算。

9.根据权利要求7所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法，其特征在于：C_d采用的是动力拖拽模型，该模型适用于泰勒类比破碎TAB模型，该模型将液滴的破碎过程中的形变考虑进来；

C_d＝C_d,sphere(1+2.632y) (10)

C_d由式(10)计算。

10.一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟系统，其特征在于：其采用如权利要求1-9中任一所述的一种脱硫废水零排放烟道蒸发数值模拟方法。