褐煤干燥提质使用的旋风分离器流场数值模拟研究

旋风分离器作为褐煤干燥提质设备的主要组成部分,内部有着复杂的湍流流场,而且在内部温度很高的条件下,其他试验无法进行。为了解决这一问题,应用Fluent数值模拟软件,对旋风分离器在褐煤分离提质过程中的流场状态进行了分析研究,从而掌握旋风分离器在分离过程中的流场形态,为旋风分离器的设计和改进提供了理论依据。     

旋风分离器数值模拟及结构优化研究进展

对旋风分离器流动理论做出总结,对比各湍流模型的优劣,采用大涡模拟或雷诺应力模型能较好模拟旋风分离器内部流场。从机理上分析旋风分离器的分离理论,分区分离模型在边界层分离理论的基础上细化旋风分离器内部的流场区域,是现阶段的发展趋势。根据工业发展的需求重点阐述高温高压工况对旋风分离器流场及分离效率的影响。并对现阶段旋风分离器的结构优化做出分析总结,提出未来的发展趋势。     

基于响应曲面法的旋风分离器排气管优化研究

目前针对旋风分离器排气管的研究主要为排气管直径与内伸长度,为进一步优化排气管对旋风分离器性能的影响,基于计算流体动力学的数值模拟方法,应用雷诺应力模型、离散相DPM模型对Stairmand旋风分离器内部流场进行模拟,并采用响应曲面法对变量和目标函数进行优化设计分析。结果表明:当D_e/D=0.75、D_c/D=0.485、S/D=1.130时,分离效率较优化前增加了 4.72个百分点,压降较优化前降低了 6.27%,内部流场更加稳定,优化后的结构对2～4 μm粒径:的分离效率提高显著,4～10 μm各粒径的分离效率均在95%以上,对呼吸尘旋风分离器的结构优化具有参考价值。     

基于数值模拟的螺旋式旋风分离器气相流场分析

借助CFD软件,选用RSM分析模型,对螺旋式旋风分离器内部流场进行了模拟分析。结果显示,该分离器内部流场比较稳定,具有各向异性特点,排除了传统分离器的短路、返混及上灰环现象,但局部仍存在低强度涡流。     

CFD模拟旋风分离器自然旋风长

利用计算流体力学软件Flowizard对不同结构尺寸的旋风分离器气相流场进行数值模拟采用分离器锥体段中心湍动能峰值定位自然旋风长的方法，分析了入口面积、芯管下口直径、下溢口直径和锥体段长度对自然旋风长的影响。拓展了分离器内部流场由多个自然转折旋风串联的概念。通过增加锥体段长度和入口风速来实现旋风串联、多级分离的效果，延长自然旋风长，有益于提高分离效率。     

粉煤热解系统旋风分离器流场的数值模拟研究

为了进一步了解粉煤热解系统旋风分离器的流场分布规律,在根据旋风分离器实物建模的基础上,选用RSM湍流模型、离散对流项QUICK格式、压力梯度项PRESTO格式对其流场进行数值模拟。对于旋风分离器的切向速度分布、轴向速度分布及流场湍流结构的模拟分析说明,通过该数值模拟方法能够得到合理的流场分布规律,这为后续的颗粒场模拟奠定了基础。     

旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别

采用计算流体力学软件Fluent,基于非稳态雷诺应力湍流模型对旋流分离器流场进行了模拟,得到了旋流分离器内部切向速度和轴向速度分布,并与实验值进行对比;同时将Q判据应用于旋风分离器内漩涡结构的识别,比较了切向进口处两种不同网格结构对涡结构的影响。结果表明:非稳态的雷诺应力湍流模型模拟结果对切向速度进行很好的预测,几乎与实验一致,轴向速度与实验结果趋势一致,能够很好的预测轴向速度的"驼峰"结构;切向进口处的网格质量由于伪扩散对模拟结果有影响,需要进行优化;利用Q判据能够将旋风分离器内部的旋进涡及环形空间二次涡进行准确识别,在旋风分离器中心轴线附近及环形空间存在漩涡。     

基于FLUENT的旋风除尘器内部流场数值模拟

风流速度以及粒子粒径对旋风除尘器内部流场的影响进行了分析,采用FLUENT6.3.26提供的RSM模型对旋风除尘器的内部流场进行了数值模拟,并对旋风除尘器的设计及优化提出建议。     

呼吸性粉尘旋风分离器采样效率数值研究

为了研究开发满足我国BMRC采样规范的呼吸性粉尘预分离器,基于流体力学软件Fluent 6.3对不同结构尺寸呼吸性粉尘旋风分离器内部流场进行模拟仿真,选用标准正交表进行采样效率模拟实验,并利用回归设计技术建立了采样效率的二次回归预测模型。通过数值模拟比较预测模型发现,利用提供的方法研究呼吸性粉尘旋风分离器采样效率可保证计算模型可靠性,提高设计效率。     

基于FLUENT的旋风分离器结构改进数值模拟

旋风分离器的结构影响着其分离效率和压力损失。从分离器的进料口、排气管、筒体长度这3个方面对分离器的结构进行改进,并针对分离器内的气相流动,选择RNGk-双方程湍流方程得到不同结构分离器内气相流场分布。模拟结果表明,选择180°蜗壳双进料口、增加排气管直径、加大排气管插入筒体的长度和增加筒体长度有利于优化分离器的分离性能。     

涡轮旋流分选机内部流场数值模拟研究

利用FLUENT软件对新型涡轮旋流分选机内部流场进行了数值模拟。通过数值模拟得到了该涡轮旋流分选机内部的三维速度场(轴向、切向和径向)、压力场(静压和动压)的分布规律,从而对该分选机的分选原理有了进一步的认识。     

CFD技术在旋流器设计方面的应用

利用CFD技术对旋流分离器进行了数值研究,探讨了适用于旋流器的计算模型,包括紊流模型,多相流模型的选取和内部空气柱的计算方法。以锥形旋流器为例进行了数值计算,获得了旋流器的内部流场细节,对于旋流器的优化设计以及分离性能预测有着重要的指导作用。     

切流式旋风分离器的结构对颗粒分离的影响

切流式旋风分离器以其结构简单、成本低廉、制造方便,又可耐高温、高压而广泛地应用于石油、化工、冶金、食品、医药等行业中,用于气固相分离,特别是去除含尘气相物料中的粉尘颗粒以及熔炼炉、干燥器的尾气除尘。     

先排矸三产品重介质旋流器的试验探索

介绍了先排矸三产品重介质旋流器的试验模型,通过实验室试验,探索了先排矸三产品重介质旋流器的工业可行性,并利用FLUENT软件对先排矸三产品重介质旋流器的流场进行了数值模拟,分析了旋流器内流场的压力、密度和速度分布。     

微粒在旋风分离器中的分离特性与数值模拟

针对比较难分离的微粒,运用数值模拟方法对其在旋风分离器中的运动进行模拟。气固相研究分别采用了雷诺应力模型和拉格朗日模型,模拟出了旋风分离器中气流的流动特征和粒子运动特性。将模拟得出的旋风分离器的分离效率和实验结果比较,结果表明,对于粒径大于4μm的颗粒,数值模拟结果和实验结果吻合得比较好。     

先排矸三产品重介质旋流器结构参数对分选效果影响规律的数值模拟研究

利用Fluent数值模拟软件在不同模型条件下对先排矸三产品重介质旋流器的流场进行了数值模拟,得到了相应的密度、压力、轴向速度剖面,通过数值比较,分析研究了先排矸三产品重介质旋流器结构参数对流场影响的趋势,为旋流器参数优化奠定了基础。     

基于DPM-CFD的旋风除尘器内部流场数值分析

采用离散相模型对旋风除尘器内部气固两相流场的分布特性进行数值模拟分析。模拟结果表明:粉尘颗粒的运动具有很强的随机性,上尘环和局部涡流始终存在,在除尘器圆筒壁面和中心管之间的区域以及中心管底部下方的区域都形成了环形的纵向涡流,中心管底部下方区域和中心管的进口区域湍动能和湍动能耗散率最大,中心管长度是影响旋风除尘器内部流场的一个重要参数。此外,对中心管的长度做了最优化设计,为旋风除尘器的结构优化设计和重点研究方向提供了借鉴和依据。