采用SIMPLEC算法，使用FLU2ENT软件对该除尘脱硫装置进行数值模拟。数学模型根据研究所提供的设备尺寸和工艺，假设：①设备内的流场为气液两相等温流动，不考虑相间的热量交换；②液滴为球形，液滴直径保持常数；③忽略液滴之间的相互摩擦与碰撞以及液滴聚并的影响；④流场为充分发展流动。 描述流场的基本方程瞬态不可压黏性流体，其时均方程组的张量形式为连续性方程：5ui5xi=0，（i=1，2，3；j=1，2，3）（1）雷诺方程：5（ρui）5t+5（ρuiuj）5xj=-5p5xi+55xjμt5ui5xj+5uj5xi-ρu′iu′j+ρgi。 （2）式中：ui，uj为时均速度分量；xi为坐标分量；p为压力；μ为气相动力黏度；ρ为气相密度；u′i，u′j为速度脉动量；-ρu′iu′j为雷诺应力，是紊动对时均流动产生的影响；gi为重力加速度分量。 方程（1）（2）中独立变数10个，方程组不封闭，不能求解。 本文中采用RNGk2ε模型描述雷诺应力<5>。 定义湍流动能k、湍动能耗散率ε、平均应变率张量Sij、湍动能产生项Gk分别为<6>k=12u′iu′i，（3）ε=μ5u′i5u′i5xi5xi，（4）Sij=125u15xj+5uj5xi，（5）Gk=2μSijSij。（6）将方程（3）～（6）代入方程（2），由于本文中讨论的紊流的时均流动均为定常，故省略方程（2）第一得5（ρuik）5xi=55xiμσk5k5xi+Gk-ρε，（7）5（ρuiε）5xi=55xiμσε5ε5xi+εk（Cε1Gk-Cε2ρε）-Rε。（8）涡黏性系数可写为μ=Cμρk2/ε。（9）附加项Rε代平均应变速率对湍动能耗散率ε的影响，示为Rε=Cμη3（1-η/η0）1+βη3ε2k。（10）式中：η=Sk/ε是湍流时间尺度与平均流时间尺度之比；S=2SijSij是应变率张量的模数；模型中经验常数可由实验得出Cε1=1142，Cε2=1168，σk=σε=1139，Cμ=010845；η0是η在均匀剪切流中的典型值，取值为4138；β=01015<7>。 考虑VanWinkle等人的方程<8>，通过多孔塔板的质量流量为qm=CAf（2ρΔp）/（1-（Af/Ap1）2）.（11）式中：Af为孔的面积；Ap1为塔板的面积；ρ为流体密度；Δp为通过塔板的压降；D/L为孔的直径和圆盘厚度的比例，对于D/L>116和Re>4000，系数C近似为0198，其中雷诺数是基于孔的直径与速度的。 使用下式整理方程（11）得qm=ρvAp1，（12）式中：v为面速度。除以圆盘的厚度L，得到多孔塔板压降计算式为ΔpΔx=12ρv21C2（Ap1/Af）2-1L。 计算结果及讨论文丘里喉部喷射液滴的运动轨迹对文丘里喉部喷射液滴分别模拟空心圆锥喷射和实心圆锥喷射液滴的运动轨迹，实际操作中接近实心圆锥喷射。①空心圆锥喷射在气速ug=13175m/s时，不同直径dp、喷射速度up的液滴运动轨迹。 比较a和1b，当液滴直径dp=40μm时，有极少量液滴随旋流气体从出口排出，这些液滴含有较高浓度的粉尘和二氧化硫，因此排出的液滴将会降低设备的除尘脱硫效率。 当液滴直径在40～50μm之间时，液滴进入筒体后一部分旋转向下，一部分旋转向上到达塔板，直径大的液滴其质量力大于运动的惯性力，故旋转向下到达筒底，而直径小的液滴其质量力小于运动的惯性力，故多旋转向上，这样可以增加液滴和旋流气体的接触时间，提高除尘脱硫效率。②实心圆锥喷射采用实心圆锥喷射时，a，b给出了气速ug=13175m/s，直径dp=20μm，不同喷射速度up的液滴运动轨迹。 比较a和a，c和b，可以看出，在相同喷射速度条件下，实心圆锥喷射可以使较小的液滴均匀分布而不会随旋流气体排出，即对液滴的脱除效率更高，并且液滴直径越小，气液接触面积越大，传质效率越高，可以得到更高的除尘脱硫效率。 结论在不考虑液滴聚并影响的条件下，采用RNGk2ε湍流模型及随机轨道模型，利用FLUENT软件模拟了SHG2Ⅱ2Z型除尘脱硫装置内不同条件下液滴运动的轨迹，得到以下结论：设备筒体部分起到了脱除液滴的关键作用，有效地提高了除尘脱硫效率。
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