刘剀，陆海峰，郭晓镭，刘一，潘响明，龚欣

（华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海市煤气化工程技术研究中心，上海 200237）

引 言

文丘里管作为测量元件在气固流动领域具有广泛的应用。典型代表是用于电厂煤粉流量测量[1-3]。粉煤气化工艺中，文丘里管由于其收缩-扩大的特殊结构，煤粉通过它时能产生较大阻力，因此常将其作为阻力部件用于煤粉进入气化炉之前的循环标定[1]。Shell 粉煤气化技术即是这一典型代表。同时，文丘里管直接引入输送管线中，可大大降低煤粉流量，满足小流量的工艺要求，这一技术被Guo 等[4]在中试现场采用。然而，由于缺少对高浓度气固两相流在文丘里管内的流动特性的认识，对应于不同规模装置的煤粉流量和气化炉压力，结构参数变化如何影响煤粉流经文丘里管的流动特征以及压差特性还不得而知。

过去的30年，Lee 等[1]、Payne[3]、Shaffer 等[5]、Doss[6]、王文琪等[7]、Azzopardi 等[8]、Giddings 等[9-10]对文丘里管的结构参数影响进行了一系列研究。对于收缩角，选择过大可能降低流动的阻碍，选择过小可能增加收缩段的压力损失，Lee 等[1]建议收缩角小于美国机械工程师学会（ASME）确定的单相流测量设计标准10.5°。气固混合物在喉段上的运动形式很少会被关注。王文琪等[7]指出，当喉段长度较长时，颗粒在喉段的加速更充分，有利于流量的稳定测量。对于节流比，一般认为它越小，压差比越大，文丘里管压力损失越高，大部分研究者（Z＜1.6 kg·kg-1）集中在节流比为0.4～0.7。最后对于扩张段，普遍认为颗粒经过喉段后的速度较快，迅速逃逸出文丘里管出口。……