旋风除尘器内三维流场的数值模拟

文中建立了用于旋风除尘器模拟的计算模型,并数值模拟了旋风除尘器内部的流场运动情况,预测了复杂流场中影响颗粒分离效率的因素,为旋风除尘器流动机制的研究和进一步结构优化设计提供了参考依据.     

不同进口形式方形分离器气固两相流动的数值模拟

利用CFD计算软件Fluent6.3,采用雷诺应力模型(RSM)计算了4种不同进口形式方形分离器的气相流场及阻力,采用颗粒离散模型计算了不同粒径颗粒的运动轨迹及方形分离器的分离效率等参数.模拟预测结果表明:方形分离器内部除外旋流和内旋流主流外,还存在一些对分离效率有重要影响的局部二次流,如:分离器内排气管高度空间内的纵...     

不同排尘结构旋风分离器的分离特性

在欧拉-拉格朗日坐标系中对常规旋风分离器和两个不同直管长度旋风分离器内气固流动特性进行了数值模拟．模拟时气相场采用雷诺应力输运模型,应用随机轨道模型模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹,并考虑气固两相之间的双向耦合．给出了不同排尘结构旋风分离器的速度、湍动能分布．对不同排尘结构旋风分离器的分离性能进行了实验研究．结果表明,底部加延长的直管可以使灰斗中气流的速度和湍动能得到较大衰减,能有效防止已分离颗粒的二次扬尘．直管内仍具有一定的分离能力,分级效率实验表明,加直管后旋风分离器分级效率有一定的提高．对于给定的旋风分离器,直管长度应有一最优值．     

Study of a Novel Rotary Cyclone Gas-Solid Separator

Based on the analytical study of the characteristics of fine particle motion in swirling flow, a new design idea on flow organization and construction aimed at increasing the positive radial flow in the separation chamber of the rotary cyclone separator (PRV type) was proposed. Experimental verification including the test of variation of separation efficiency and pressure loss with the first and secondary flow ratio show that this new type separator has higher and more stable separation efficiency in broad flow ratio range while the pressure loss is far below the conventional rotary cyclone separator and even comparable with that of simple cyclone separator     

方形旋风分离器内气固两相流湍流特性的研究

应用三维颗粒动态分析仪（3D－PDA）对方形下排气旋风分离器内气固两相流场进行了实验研究，并对流场、脉动速度、颗粒浓度、湍动能、湍流强度等的分布做了讨论。方形旋风分离器的流动具有Rankine涡 的特点，即中心部分为强制涡区，边壁附近是准自由涡区。边角处因颗粒与壁面间的相互碰撞引起的准层流运动，并使得颗粒湍流脉动强烈，湍流动能和局部湍流强度在边角附近取得较大值，表明此时两相流耗了气流的能量较多，是造成分离器压力损失的主要区域之一。边角有利于颗粒分离。研究结果为结构优化提供了基础数据，并为今后的数值模拟研究提供了实验对比。     

计算循环流化床锅炉旋风分离器分级效率的数值模拟方法

利用数值模拟方法对某210MW循环流化床锅炉旋风分离器进行了数值模拟,其中气相采用Euler坐标系下的雷诺应力模（Reynolds Stress Model,RSM）型,固相采用Lagrangian坐标系下的离散相模型（Discrete Phase Model,DPM）,气固两相之间进行耦合处理,最终计算得到了分离器的分级效率,对比实炉获取的灰样后发现数值模拟计算结果较传统的分级效率计算方法更为准确,数值模拟可以用于旋风分离器的分级效率计算及性能预测。     

电厂旋风分离器计算机仿真与优化

利用计算流体力学ＣＦＸ４．２软件对经改造后的电厂细粉旋风分离器的气固两相流进行了三维数值模拟,其气相流场采用差分雷诺应力模型计算旋转流动,在拉格朗日坐标中计算粒子运动,为优化求解,采用多块结构适体网络,利用ＳＩＭＰＬＥ算法解离散方程,给出了经改造后的细粉旋风分离器内不同截面的速度分布和粒子轨道,证明了经改造后的旋风分离器比常规的旋风分离器分离效果要好。     

进口结构对方形旋风分离器性能影响的数值研究

利用CFD模拟研究了一种具有双矩形进口的方形截面的旋风分离器内部的流动特点,其中气相模型采用了雷诺应力湍流模型（Reynolds stress model,RSM）,颗粒相采用随机轨道模型。计算结果与文献实验数据的对比表明模型具有可靠性。模拟结果表明：在分离器内部的排气管和分离器壁面间的区域为强旋湍流区,靠近分离器壁面和排气管壁面的区域旋流强度较弱;排气管下的分离器内出现了回流;进口结构影响分离器内的旋流分布特点和回流开始位置及湍动能的分布,从而影响了分离效率和阻力,其中倾斜双进口的方形分离器内旋转向下的气流运动区域更大,回流开始位置更低,因此其分离效果更好;进口结构影响分离器内局部湍动能的分布特点和大小,从而决定了分离器的阻力大小;倾斜双进口的方形分离器内的局部湍动能小于对应的垂直单、双进口分离器,因此其阻力系数最小。     

循环流化床脱硫塔内流场及气固分离特性数值模拟

1前言循环流化床烟气脱硫技术(CFB-FGD)已经成为我国燃用中、低硫煤(含硫量<2%)的中小电厂锅炉(<200 MW)优先推荐使用的技术。各代表技术都是参照经验参数和估算值进行设计,已有的理论研究成果也多是基于实验室或者小规模中试得出的,对于实际工程的适应性和放大性有待验证,因此     

带加速段的卧式旋风分离器的数值模拟及工业应用

带加速段的卧式旋风分离器具有体积小、结构简单、造价低、分离效率高等优点,为了解其工作机理,应用Fluent软件,采用雷诺应力模型模拟气相流动、离散相模型模拟颗粒运动轨迹,同时计算并给出了加速段出口速度为25.46 m/s时,粒径为1μm、5μm、10μm和30μm的颗粒运动轨迹,结果表明该分离器对细小颗粒具有一定的分离效率,与实验吻合良好。最后应用Fluent软件对实际应用的卧式旋风分离器进行了数值模拟,在不考虑物料循环的条件下,该分离器分离效率为85.8%,分离效率较高。     

无节流器轴流旋风气液分离器性能研究

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算获得的阻力特性曲线与试验得到的阻力特性曲线基本重合,数值计算方法在获取旋风气液分离器阻力特性方面具有较高的精度;开槽尺寸对无节流器轴流旋风气液分离器的阻力特性影响不大,但对分离器的分离效率影响较大;在入口气流平均速度为3 m/s和4 m/s的条件下,当外壁开槽尺寸为30 mm时,分离器的平均分离效率最高,均在97.3%以上.     

排气管偏置式旋风分离器的工作特性研究

通过冷态模化试验,研究了排气管偏置方向和偏置距离对旋风分离器主要性能的影响。试验结果表明,适当的排气管偏置能使旋风分离器的分离效率有明显的提高,而分离器阻力总体下降。因此,采用合适的排气管偏置结构,是改善旋风分离器性能方便且有效的方法之一。     

稳态与非稳态下旋风分离器气相流场数值模拟方法研究

为了研究旋风分离器气相流场的特性,在稳态与非稳态下,采用雷诺应力方程模型（RSM）对一台气一固旋风分离器气相流场进行了数值模拟和计算,其中旋风分离器网格划分采用混合网格分块划分技术,对流项分别采用不同阶格式进行离散,将数值模拟结果与试验数据进行了比较．结果表明：在非稳态下,动量（Momentum）方程采用二阶迎风格式（SOU）,湍动能走、耗散率￡采用高阶的Quick离散格式,雷诺应力项（Reynolds stresses）采用一阶迎风格式（FOU）是模拟旋风分离器气相流场的最佳选择．     

端盖与旋流子对轴流旋风分离器的性能影响

为了研究轴流旋风分离器性能的结构影响因素,采用Fluent软件对装有不同内径端盖和不同种类旋流子的旋风分离器的流场进行了数值模拟,同时用Fluent中的DPM模型分析了不同尺寸及种类的旋风分离器对水颗粒的分离效果。结果表明：较小的端盖内径可以提高旋风分离器的分离效率,但是带来更大的阻力;旋流子叶片的螺旋角度是影响分离效率的主要因素,螺旋角度越大则分离效率越高,但是阻力也会随之增加;叶片数量不是影响阻力的主要因素。     

数值研究生物质焦油在旋风分离器中分离特性

借助CFD软件FLUENT对该工况下旋风分离器内部的气液两相流进行了数值模拟,其中连续相采用雷诺应力湍流模型(RSM),离散焦油液滴采用DPM模型,通过数值模拟得出了旋风分离器内部的静压场、轴向速度场与径向速度场的分布云图、液滴相的轨迹图和焦油液滴的分离与分级效率。数值计算结果表明,对于此结构的旋风分离器,分离器内部整体形成双层流动结构,近壁处径向速度与轴向速度相比较小,同时壁面对焦油液滴具有良好的捕集效果,适合用于生物质燃气焦油液滴的脱除。     

Prediction of heat transfer coefficient in the cyclone separator of a CFB

This paper deals with the study of heat transfer behaviour in the cyclone separator of a circulating fluidized bed (CFB) and how it is affected by relevant operating parameters. The experiments are conducted in a 140 mm diameter cyclone of a cold bed set‐up of 102 mm×102 mm bed cross‐section, 5.25 m height CFB. The cyclone separator is designed according to the high‐efficiency Lapple design and made to accommodate two identical heat transfer probes. From the experimental results, the heat transfer coefficient is found to increase with increase in solid circulation rate, as well as gas superficial velocity. The effect of bed inventory and heat flux on heat transfer coefficient has also been investigated. An empirical equation has been developed to predict the heat transfer coefficient in the cyclone separator based on dimensional analysis. The experimental results are compared with the predicted results and a good agreement has been observed. There is an optimal distance from the entry of the cyclone where the local heat transfer coefficient is maximum. The collection efficiency of the cyclone separator has been measured for all the operating conditions. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

静电旋风分离器的流场分析

分别测试了CLT型静电旋风分离器（C－除尘器;L－离心;T－筒体）内安装电晕极和不安装电晕极两种情况下的三维速度分布;并与XCY型静电旋风分离器（X－旋风;C－长锥体;Y－烟气）内安装电晕极和不安装电晕极两种情况下的三维速度分布的测试结果进行对比,分析了电晕极的安装对静电旋风分离器内三维速度分布的影响,指出：如果合理地选用旋风分离器,并在特定的位置上安装电晕极,能使旋风分离器内的速度分布更有利于提高离心力的分离作用,同时降低静电旋风分离器内的阻力,并对静电旋风分离器的合理结构进行了探讨。     

下排气方形旋风分离器结构优化及其分离特性的试验研究

对可与循环流化床水冷壁直接结构而易于布置的下排气方形旋风分离器的性能指标：分离效率,压等进行了研究。为了获得最佳的结构,对不同的结构方案进行了优化试验。     

The solar cyclone: A solar chimney for harvesting atmospheric water

The Solar Cyclone has been introduced as a means of extracting fresh water from Earth's atmosphere. The conceptual device operates in the fashion of a Solar Chimney; it is composed of a greenhouse for collecting and storing solar energy as heat, with a central chimney that channels an updraft of surface air heated in the greenhouse. An expansion cyclone separator for condensing and removing atmospheric water is placed at the base of the chimney. The separator consists of a strongly rotating vortex in which the central temperature is well below the dew point for the greenhouse air. Power consumed in the expansion and separation is furnished by the motive potential of the chimney updraft. Turbulent flow conditions are established in the expansion cyclone separator to enhance the centrifugal separation. Excess updraft power is used to generate electricity, as is done in the Solar Chimney. The article furnishes a theoretical basis for the feasibility of the Solar Cyclone, suggesting that an experimental study of the separation device would be worthwhile.     

方形分离器结构优化试验研究

在冷态试验台上对特征尺寸D=300 mm的入口带加速段的方形分离器进行结构优化研究。结果表明:分离效率随着芯筒直径(d)、芯筒插入深度(s)的增大均呈先增大后减小的趋势;入口高宽比(a/b)与直段高度(h)对分离效率的影响存在交互作用;随着a/b的增大,分离效率先增大后减小;不同入口高宽比时,分离效率随直段高度的变化趋势不同,当a/b>5.92时,随着直段高度的增大,分离效率先减小后增大,在h/D=2.3时最低;当a/b<5.92时,分离效率随着直段高度的增大而减小;分离器阻力随着入口高宽比的增大而增大,随着直段高度的增大而减小。4个参数的最优值分别为:d=0.4D、s=0.6D、a/b=8和h=1.8D,此时对应的分离器阻力为1.22 kPa。