双锥型油水分离旋流器内部流场数值模拟

为深入研究双锥型油水分离旋流器内部流场及油水分离机理,采用CFD软件中最精细的雷诺应力湍流模型,基于控制体积法,应用PC-SMPLEC算法,对油水分离旋流器内部流场及分离过程进行了全面深入的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性、油的体积分布、三维速度分布特性、湍动能分布特性.结合旋流器理论及流体力学分析验证模拟结果的正确性,为优化旋流器的结构设计及操作,提高其分离性能和降低旋流器的能量损耗提供一条新途径.     

含油污水分离动态旋流器湍流流场特性研究

采用DSM湍流模型对含油污水分离动态旋流器的湍流流场进行了数值模拟。模拟结果表明油污水分离动态旋流器内的流场是三维非对称分布的,分析了湍流流场速度的分布规律,轴向和切向速度的模拟结果和实验结果基本吻合,径向速度的模拟将有助于动态旋流器结构及性能的分析,压力降与入口压力对分离效率的影响都是单独通过转速或流量的变化间接体现的。深入研究动态旋流器湍流流场特性及分离机理,对提高分离效率和结构优化提供了参考。     

一种船用液体燃料蜗壳旋流器的数值研究与性能验证

为实现船用液体燃料蜗壳旋流器的可靠性点火,提高其燃烧的稳定性和燃烧效率,采用RNG k-ε双方程湍流模型,设计出一种满足船用特殊需要的蜗壳旋流器,列举了7组不同戊烷和空气进口流量,对该具体尺寸的蜗壳旋流器的液雾燃烧过程进行了数值模拟和试验验证,得到了蜗壳旋流器内部流场以及出口处的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。分析对比这7组进口流量对该蜗壳旋流器的出口温度和出口气体组分的影响,找到了满足船用需要的该具体尺寸蜗壳旋流器对应的最佳燃料进口流量。该模拟和试验结果为蜗壳旋流器的结构设计提供了理论依据。     

轴入式两级串联旋流器流场分析与性能评估

为解决狭长空间内无法实现油水两相介质高精度分离的问题,结合旋流分离理论,设计了一种可实现轴向进液的两级串联旋流器,针对该装置开展内部流场特性及 分离性能研究。揭示了不同处理量及分流比对旋流器内速度场、压力场、浓度场以及分离效率的影响规律。结果表明：随着处理量的增大,底流口压降最大值逐渐增大且增长速率逐渐增大,旋流腔内切向速度也逐渐增大;增大一级溢流分流比,可减小环式通道及二级旋流器内的切向旋动能,二级溢流分流比对一级旋流器分离性能影响不大;实验及模拟得出研究范围内一级分流比为20%、二级分流比为15%时分离效率最高,最佳处理量为4.8 m3/h,最佳总分流比为32%;装置对不同流量、不同分流比条件具有较强的适应性,分离效率最高可达99.6%。     

分流叶片周向位置对离心叶轮性能及内部流动的影响

利用商用计算流体力学软件包NUMECA FINE/TURBO对Krain叶轮内部三维粘性流场进行了数值模拟研究。重点分析了分流叶片不同周向位置对该叶轮内部流动和性能的影响,得出了不同周向位置时的叶轮效率、压比随质量流量变化关系,结合对叶轮内部流场的详细分析,给出了适合此半开式离心叶轮分流叶片周向位置的最佳设计方案。研究结果表明:分流叶片不同周向位置对叶轮流道流场影响明显,当偏向主叶片吸力面一侧时可以有效提高叶轮效率。     

带中心固棒的钟形溢流管旋流器数值模拟和试验研究

针对旋流器短路流造成的溢流跑粗问题,提出了一种中心带固棒的钟形溢流管旋流器,通过数值模拟对比分析了加设中心固棒前后旋流器内部流场以及空气柱形成过程的变化规律,并进行了PIV试验验证。结果表明,PIV试验与数值模拟结果吻合良好,验证了数值模拟结果的准确性。加设固棒后,旋流器径向速度梯度和压力梯度都增大,颗粒所受径向力增大,有利于颗粒的径向分离。旋流器外旋流轴向速度增大,内旋流轴向速度减小,同时零速包络面内迁,底流分流比增大。     

漂浮取水泵内部流场的数值模拟及性能试验

为了研究漂浮取水泵内部流场分布规律,基于Pro/E建立了内部流场模型,利用FLUENT对内部流场进行了数值模拟,得到了压力、速度分布规律以及外特性曲线,并结合性能试验,对数值模拟进行了验证。结果表明:漂浮取水泵存在无过载的功率曲线及高效区较宽的效率曲线;叶片旋转中心受静压较边缘低;旋转叶片速度较大;在额定流量工况下,叶轮具有较均匀的速度和流场分布规律;性能试验验证了数值模拟的正确性。研究结果为掌握泵的内部流场分布规律、改善泵的水力特性、提高泵的效率提供一定参考。     

背压对脱水除油一体式液液分离旋流器流场及分离性能影响的研究

应用FLUENT流体动力分析软件,对脱水除油一体式液液分离旋流器进行了数值模拟,分析了底流背压、溢流背压对旋流器速度分布、流量分率及分离效率的影响。结果表明,底流背压和溢流背压对旋流器流量分率的影响可归结为压降比的影响;底流背压和溢流背压对旋流器分离效率的影响可归结为底流分率的影响;牛顿效率比传统的除油效率和脱水效率更能全面地表征旋流器油水分离的性能。随着底流分率的增大,牛顿效率先升高再降低,存在一个最佳操作点。研究结果及新的表征方法对旋流器的研究和实际应用具有指导意义。     

内部增加中心柱的旋流器流场的数值模拟

针对内部增加中心柱对分离电石渣用水力旋流器流场的影响,分别开展了无中心柱和内部增加中心柱的静态水力旋流器的流场模拟。利用Fluent软件对加载电石渣浆液的两个水力旋流器模型进行数值模拟,分别从压力、切向速度、湍流强度和速度矢量四个方面进行分析。模拟结果表明,内部增加中心柱使旋流器的能量损失减少,旋流器内的流场更稳定,有利于提高旋流器的分离效率。搭建试验平台进行试验研究,验证增加中心柱的水力旋流器的可行性。     

内螺旋道式旋流器流场特征及分离性能

针对传统旋流器分级效率低的问题,提出一种内螺旋道旋流器,利用CFD软件进行数值模拟,研究了内螺旋道结构尺寸对旋流器内部流场规律的影响,并通过试验将内螺旋道旋流器与常规旋流器进行了对比验证,模拟结果表明:内螺旋道旋流器的流场静压及轴向速度降低,能量损失减少,颗粒在旋流器内部流场的停留时间增加,切向速度增大,分离效果增强....     

基于CFD的泥浆净化旋流器湍流流场数值模拟

采用多相流及雷诺应力湍流模型建立了泥浆净化旋流器流场数学模型。通过对钻孔泥浆用Φ100mm旋流器三维建模,应用ICEM进行网格划分,利用CFD软件FLUENT对旋流器多相流进行三维数值模拟,并对湍流模型、离散方法及边界条件的设置等问题进行了探讨,得到了泥浆净化旋流器速度场和压力场分布,分析了旋流器空气柱的形成及发展机理。     

油气计量分离器的内流场CFD模拟

简要介绍了旋流式油气计量分离器.用计算流体力学CFD数值方法,并采用RSM模型对油气计量分离器的流场进行了数值模拟.模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点,且与实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可行的.另外还对油-气两相流场进行了研究,初步揭示了气-液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考.     

污水除油旋流器内流场的CFD模拟

简要地介绍了液-液旋流分离器的工作原理、优点和应用.对旋流器进行几何建模,并对模型进行网格划分和定义边界条件.用计算流体力学CFD数值方法,并采用RSM模型对污水除油旋流器的流场进行了数值模拟.对液-液两相流场进行了研究,得出分离器内部的速度场、压力场、粒子轨迹分布和各相体积分数分布图.初步揭示了液-液两相分离的现象....     

液液分离水力旋流器流场激光测试研究

在不同流量和分流比的多个工况下应用LDV／APV可适性激光多普勒测速仪，对35mm液液分离水力旋流器模型各锥段的不同截面进行了流场测量。实验结果表明，由于旋流介质的切向冲刷作用，大锥管段的测试效果比较好；随流量或分流比的增大，旋流分离能力均增强，旋流器中心的空气芯增粗；越往尾管段，空气芯脉动逐渐增强；在每条测量半径上，空气芯边缘和旋流器器壁附近，湍流度较大，半径中央区域内分布平缓。     

同向出流倒锥式旋流器的结构模拟分析

基于现有油水分离的研究成果,提出了一种新型旋流器——同向出流倒锥式旋流器,介绍了其结构及工作原理。基于计算流体力学(CFD)方法,运用Fluent软件对其内部流场进行了数值模拟分析,通过观察流场特性,分析了新型旋流器的典型结构参数(溢流管直径、溢流管伸入长度、锥角和出水口尺寸)对其分离性能的影响。     

疏浚底泥分离用旋流器的数值模拟与试验研究

提出了一种用于疏浚底泥分离的新型锥形进料体旋流器结构,采用雷诺应力(RSM)湍流模型,应用Fluent软件分别对柱形和锥形进料体旋流器内部的流场进行数值模拟,结论表明锥形进料内流体的轴向速度和切向速度均有所提高,有利于减少短路流,提高分离效率。采用粒子图像测速技术(PIV)对锥形进料体旋流器内部流场进行测试并与模拟结果比较。结果表明模拟值与实测值吻合良好,验证了模拟方法的正确性。     

矩形进料体高宽比对旋流器流场和分离性能影响的数值模拟

横截面为矩形的进料体比圆形的分离性能更好,但是一直没有找出矩形进料体合适的高宽比。本文采用数值分析法研究了矩形进料体的高宽比对直径为75 mm旋流器分离性能的影响,将数值结果与Hsieh经典试验结果进行了对比,发现两者有良好的一致性,验证了该方法的有效性。探究了进料体不同高宽比下的压力场、速度场、湍流场和分离效率。结果显示压力降和切向速度随着高宽比的增加出现先增加后减小的趋势,在高宽比为3.0时最大且短路流量最小。因此,可以通过改变高宽比来减小湍动能,随着高宽比的增加,湍动能先减小后增加,在高宽比为3.0时,湍动能最小,继续增加高宽比湍动能变大。采用较大的高宽比可以提高分离精度和减小切割粒径,获得更好的产品质量。对于直径为75 mm旋流器来说,矩形进料体的最佳高宽比应该在3.0~4.0之间,为以后设计合理的进料体结构提供依据。