[发明专利]一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法

权利要求书

1.一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，按照喷氨支管的控制区域均分喷氨截面，利用试验计算各分区的流速分布系数；

步骤2，定义喷氨量系数θ_i，根据流速分布系数求出各分区入口的氨气的进口理论流速；

步骤3，利用数值模拟计算出各种类型喷氨支管的阻力系数k_j，得到阻力系数查询表；

步骤4，利用每个节点的流动方程组计算得到喷氨支管前的压力p_i'；

步骤5，计算理论需要的阻力系数K_i；

步骤6，得到各分区的阻力系数K_i后，与步骤3计算的阻力系数查询表中进行查询，选取最接近的k_i，并在此处设置相对应的喷氨喷嘴；

所述的步骤4中的流动方程组具体为：

i表示每根喷氨支管前的节点，其中A₀和A分别为主管和支管的截面积，λ和ξ分别为沿程阻力系数和局部阻力系数，v_i-1、v_i为喷氨母管中对应区域的流速，ρ为氨气的混合气体的密度，u _i为对应区域的喷氨支管的进口理论流速，K_i为理论需要的阻力系数，p_i、p_i'分别为喷氨支管进口处母管的压力和进入喷氨支管后的压力，方程中i从1变化到N，N为支管的数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：

对N根喷氨支管所控制的区域按照X×Y的矩阵分割，按照喷氨支管控制区域将烟气分成X×Y个区域，对每个区域选取2到3个点现场试验测量烟气流速，计算每个区域的平均流速，计算每个区域的流速分布系数其中N＝X×Y。

3.根据权利要求2所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的流速分布系数计算方法为：

其中v_i为各区域的流速，而为整个截面的平均流速。

4.根据权利要求3所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的喷氨量系数θ_i的计算方法为：

其中q_i为各分区的氨气的混合气体流量，为各喷氨支管喷入氨气的混合气体的平均流量；此处令而喷氨支管喷入氨气的混合气体的平均流量用总流量除以所控制区域的数量得到，从而计算出每个区域的喷氨量，进一步计算得到控制各区域的喷氨支管的进口理论流速u_i，其计算公式为：

u_i＝q_i/A

A为喷氨支管进口的截面积。

5.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的步骤3具体为：

设置喷氨支管进口速度，利用数值模拟计算不同类型喷嘴组合的喷氨支管阻力，进而求出阻力系数k_j，其计算方法为：

其中，j表示不同类型的喷氨支管，ρ为氨气的混合气体的密度，为整个截面的平均流速，Δp_j为喷氨支管进出口的压力差。

6.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的步骤5中的阻力系数K_i计算如下：

7.根据权利要求5所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的每根喷氨支管需要12-32个喷氨喷嘴，不同机组数量不尽相同。

8.根据权利要求7所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，所述的喷氨喷嘴类型取三种固定喉部直径。

9.根据权利要求8所述的一种基于数值模拟的不均匀喷氨分区喷嘴阻力设计方法，其特征在于，三种不同喷氨喷嘴的喉部直径依次减小，阻力依次增大。