硫磺制酸過程中，硫磺噴槍是該過程的關(guān)鍵設(shè)備，直接影響硫酸的質(zhì)量和產(chǎn)量。夾套結(jié)構(gòu)是硫磺噴槍中常見的隔熱結(jié)構(gòu)，是液體硫磺正常輸送和注入的重要保證。根據(jù)硫磺噴槍的應(yīng)用特點(diǎn)，基于熱流固耦合理論和ANSYS數(shù)值模擬技術(shù)，從傳熱效果和應(yīng)力分析兩個(gè)方面對(duì)噴槍主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬和優(yōu)化研究。

以槍體全長溫度分布均勻?yàn)槟繕?biāo)，對(duì)硫磺噴槍保溫夾套進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和傳熱模擬。在常用的同側(cè)進(jìn)、出汽單層夾套結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)兩側(cè)進(jìn)、出汽單層夾套和同側(cè)進(jìn)、出汽雙層夾套三種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較和模擬。在FLUENT環(huán)境下，入口以飽和蒸汽和液體硫流量的質(zhì)量為基礎(chǔ)，出口為壓力出口，選擇標(biāo)準(zhǔn)防滑壁，選擇k-omega湍流模型，打開能量方程，采用壓力-速度耦合方程求解，選擇PISO算法。

通過仿真可以得到三種夾套結(jié)構(gòu)下槍體流場對(duì)稱面的溫度分布云圖和槍體壁的溫度分布云圖。對(duì)比分析表明，兩側(cè)單層夾套的保溫均勻性明顯優(yōu)于同側(cè)單層夾套，而同側(cè)雙層夾套保溫均勻性好，能滿足同側(cè)蒸汽進(jìn)出的工藝要求，是硫磺噴槍的優(yōu)化傳熱結(jié)構(gòu)。以某型同側(cè)雙套硫噴槍為例，分析了槍體的受力情況。