水力旋流器湍流数值模拟及湍流结构

采用湍流代数应力模型对水力旋流器内湍流场进行了数值模拟,数值计算结果验证了实测数据。用数值计算与实验研究相结合的方法深入揭示了旋流器内的湍流结构,结果表明,旋流器内湍动能分布呈两边高中间低的不对称鞍形;湍动勇耗散率分布与湍动能的分布有十分相似的规律;溢流管端以下内旋流区域中湍流压力脉动强度以及压力相对脉动强度均很大。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究 Ⅱ.湍流压力场时均结构

采用电阻应变式压力测定仪及在线数据自动采集与实时处理系统,在国内外首次对水力旋流器内湍流压力场的时均结构进行了系统的实测研究。结果表明,在水力旋流器内同一轴向位置上,随着半径的减小,压力逐渐降低,而径向压力梯度却逐渐增大;但在溢流管外壁与水力旋流器边壁间的环形区域内,压力沿径向的损失很小,而且在溢流管外壁附近,压力还略有回升的现象;水力旋流器内部主要流域中各处的流体压力可以用同一个数学模型进行描述,该模型是径向位置的函数;在溢流管端以下内旋流区域中,流体的径向压力损失幅度很大,该区域是一个能量损失严重的区域。     

油水分离水力旋流器锥段长度对速度场影响研究

油水分离水力旋流器锥段长度对旋流器的性能影响非常巨大,用CFD计算方法对旋流器通过运用雷诺切应力RSM湍流模型与代数滑移应力ASM,基于欧拉法的Mixture两相流模型进行模拟分析。得到大小锥段长度变化对两锥段的轴向与切向速度影响,结果表明旋流器内旋流轴向速度对大、小锥段长度均敏感,外旋流切向速度对大锥段长度敏感。研究结果为优化旋流器结构与设计提供参考．     

油-水动态旋流分离器流场模拟与能耗分析

拟采用Fluent数值模拟的方法研究油-水动态旋流分离器流场特性与能耗的关系,通过研究得到了旋流器内湍流场特性的分布规律以及旋流器运行过程中能耗产生部位和原因。计算结果表明,在旋转栅翅片和导流锥后方区域雷诺数、湍流强度和湍动能都出现极值点,油-水动态旋流分离器运行过程中的能量耗损也主要集中在旋转栅翅片和导流锥后方区域。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究 Ⅵ.低能耗旋流器压力场结构及能耗降减原理

对低能耗水力旋流器内的湍动压力场的时均结构与脉动结构进行了系统研究。结果表明，低能耗旋流器中的压力场结构与普通旋流器内的相比，无论是压力场的时均结构还是脉动结构都有较大区别，并就此探讨了旋流器内能耗降减的机理，最后提出了水力旋流器单元操作过程中能耗降减的原理与有效方法。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究 Ⅳ.湍动能分布与湍动能耗散率

采用代数应力模型对水力旋流器内的湍流场进行了数值模拟,并用实测结果验证了计算结果的可信性,获得了旋流器内湍动能及湍动能耗散率的分布规律。结果表明,在溢流管端以下轴向位置上湍动能分布具有相似性,呈两边高中间低的不对称鞍形;在溢流管与旋流器壁之间的环隙空间内湍动能沿径向方向变化不大;旋流器内湍动能较大的区域是溢流管端以下空气柱附近的内旋流区域;旋流器内湍动能耗散率分布与湍动能分布有十分相似的规律,溢流管端以下空气柱附近的内旋流区域亦是湍动能耗散损失较严重的区域。     

水力旋流器内固相颗粒时均流场及脉动特性的研究

利用一种新型的激光多普勒测速仪———粒子动态分析仪（ＰＤＡ），对水力旋流器中固相颗粒的时均流速、绝对湍流度、相对湍流度等流动参数进行了实测研究，给出了更全面的关于水力旋流器内固相颗粒流速分布的信息，并探讨了湍流脉动对水力旋流器分离过程的影响。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究：IV.湍动能分布与湍动能耗散率

采用代数应力模型对水力旋流器内的湍流场进行了数值模拟,并用寮测结果验证了计算结果的可信性,获得了旋流器内湍动能及湍动能耗散率的分布规律。结果表明,在溢流管端以下轴向位置上湍动能分布具有相似性,呈两边高中间低的不对称鞍形;在溢流管与旋流器壁之间的环隙空间内湍动能沿径向方向变化不大;旋流器内湍动能较大的区域是溢流管端以下空气柱附近的内旋流区域;旋流器内湍动能耗散率分布与湍动能分布有十分相似的规律,溢流     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究：II.湍流压力场时均结构

采用电阻应变式压力测定仪及在线数据自动采集与实时处理系统，在国内外首次对水力旋流器内湍流压力场的时均结构进行了系统的实测研究，结果表明，在水力旋流器内同一轴向位置上，随着半径减小，压力逐渐降低，而径向压力梯度却逐渐增大，但在溢流管外壁与水力旋流器边壁间的环形区域内，压力沿径向的损失很小，而且在溢流管外壁附近，压力不略有回升的现象，水力旋流器内部主要流域中各处的流体压力可以用同一个数学模型的进行描述     

水力旋流器的工业应用

水力旋流器结构简单、紧凑,生产能力高,可用于许多工业部门处理悬浮物。通过不断地改进,使得水力旋流器更加完善。近来制成了一些用于有色冶金,化学工业、生物化学和其他工业部门的水力旋流器新构件:如筒式卸沉淀物水力旋流器,脉动装置水力旋流器、水力旋流——洗涤器。     

水力旋流器能耗机制与节能原理研究：Ⅵ.低能耗旋流器压力场结构及能耗 …

对低能耗水力旋流器内的湍动压力场的时结构与脉动结构进行了系统研究。     

基于离散相模型的双锥型水力旋流器磨蚀分析

基于计算流体动力学(CFD)方法,采用Gambit建模,利用Fluent软件中的离散相模型(DPM)进行分析,分析出了普通双锥型水力旋流器内壁的磨损部位包括切向入口处、旋流腔和大锥段的交界处,以及大锥与小锥的交界处等;改进后旋流器的磨损情况得到了明显的改善,分离效率也有所提高。同时,对双锥型水力旋流器的压力特性进行了分析。     

液-液水力旋流器中的液滴破碎

在总结前人研究成果的基础上,分析了液-液水力旋流嚣中液滴破碎产生的原因,指出流场的湍流特性是产生液滴破碎的主要原因。对水力旋流器中的湍流度、雷诺切应力及颗粒的湍动能进行了分析,给出了水力旋流器中液滴破碎可能性较大的几个部位,并对旋流器边壁液滴破碎的可能性进行了讨论。分析了水力旋流器中液滴破碎的机理,阐明了液滴破碎判据——临界Weber数的表达式,并对理想球形液滴的破碎进行了分析。     

水力旋流器流动特性的数值模拟研究

本文采用双流体模型以及RSM雷诺应力湍流模型,以油水混合液为介质,对水力旋流器的油水分离过程进行模拟。研究结果表明:旋流腔为预分离段,使油水两相粒子达到径向上的规律性分布,起到主要分离作用的是锥段,使油水两相分别从不同的出口排出。通过改变水力旋流器的入口段角度,分析入口角度变化为旋流器分离效率的影响,结果表明:旋流器的入口角度对分离性能的影响不可忽略,当β=0°和β=45°时分离效率较高,当β=60°时分离效率最低。     

轴流式气液旋流分离器内气相流场的数值研究

应用RSM湍流模型对内径100mm的轴流导叶式气液旋流分离器内气相流场进行了数值研究,计算得到的气流时均速度分布和压力分布与实验测量结果基本吻合。根据分离器内气相流动分布的特点可知:(1)气流旋转强度与导向叶片出口角有关,出口角越大,切向速度越小;(2)排气管下口区域存在明显的短路流分布,容易卷吸夹带液滴进入排气管逃出,造成分离效率下降;(3)排气口和排液口附近的区域气流湍流脉动强度高,容易造成液滴破碎,直径减小,从而影响分离效率。以上研究结果为轴流导叶式气液旋流分离器的结构优化,进一步提高分离性能奠定了基础。     

水力旋流器内颗粒运动的几个问题

简要论述了水力旋流器内颗粒运动的几个主要问题,包括固液两相以及颗粒间的相互作用,旋流器内不同区域的颗粒运动特征,颗粒运动与流体运动的联系与区别,流体湍流对颗粒运动的影响,颗粒粒度与浓度在旋流器内的分布等。     

水力旋流器内流体流动的湍流数值模拟研究进展

对水力旋流器内流体流动的湍流数值模拟研究进行了综合介绍,并就各种水力旋流器的湍流模型进行了分析和评述,提出了水力旋流器的湍流数值模拟研究的新方向。     

旋流分离器流体流动理论研究与实践

旋流分离器中流体流动规律的研究是认识其分离机理与能耗规律的基础。通过对单相与两相时均流场的研究，获得了对分离机理的新认识。基于流场的湍动性对分离有重要影响，通过湍流场的研究，获得了湍流度与ｄｓ０的关系式。在探明流动的压力场基础上，揭示了旋流器能耗的机制。在理论研究指导下，研究成功了磷酸污水处理用旋流器、淀粉精制用超小型旋流器、油中除水旋流器和反应器内置式触媒回收用旋流器等。     

液-液水力旋流器分离效率深度提升技术探讨

为解决微小粒径分散相分离效率不高,制约水力旋流器分离效率深度提升的问题,本文以液-液水力旋流器为分析对象,在总结已有理论及研究成果基础上,分别从影响旋流分离效率的关键物理因素,包括分散相在旋流场内的停留时间、分散相粒径、分散相距轴心旋转半径、分散相切向旋转速度以及旋流分离工艺系统五个方面出发,首先对已有提升旋流分离效率的水力旋流器串联工艺、分散相粒径聚结器、小直径旋流分离器及增强切向速度的动态水力旋流器等技术措施进行分析总结,并在此基础上提出了促进旋流分离效率深度提升的新型技术方案,为液-液两相以及固-液、气-液、气-液-固等多相混合介质的高效旋流分离器设计及系统优化提供一定理论及技术支撑。     

不同旋流数下湍流气粒两相流动特性的PDPA实验研究

利用相位多普勒仪 (PDPA)系统研究了不同旋流数下突扩旋风筒内气粒两相湍流特性的变化规律 .在相同的进口形状和总风量的条件下 ,分别测量了旋流数为 0、 0 .5和 1.0时气相和颗粒相的轴向、切向的平均速度和脉动速度 .结果表明 :旋流数的变化对轴向速度的分布和切向速度的似固核 -位涡结构 ,以及两相脉动速度和两相湍流各向异性都有比较明显的规律性影响 ;总体上 ,旋流对两相湍流起抑制作用 ,但随旋流数的增大 ,两相湍流脉动及其各向异性都有先减弱 ,后来又有所增大的趋势