气-液旋流器内部流场的CFD模拟

对气-液旋流器内流场进行了CFD模拟。通过改变不同的入口高度、进液速度和入口管的截面形状,比较了不同的分离效果。通过对气体的体积分数分布的分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能。     

CVD法制备C/C复合材料沉积炉流场数值模拟北大核心

化学气相沉积(CVD)法是目前制备C/C复合材料的首选方法,沉积炉内流场的均匀性直接影响目标产物的质量及产量。本文建立了CVD法制备C/C复合材料的沉积炉内气体流动仿真模型,采用计算流体力学方法对沉积炉内流场进行模拟,并研究主要工艺参数对沉积炉内流场分布的影响规律。结果表明,产品区域气体呈现低速均匀的流动特征,真空度增大会导致沉积炉内气体流速显著增加,但对流场均匀性几乎无影响;采用各路相同的送气方式时沉积炉内流场分布比中心增大的送气方式更均匀;较小进气量可以使沉积炉内流场更均匀。     

气液鼓泡床泡罩式气体分布器流场的CFD模拟

采用ANSYS FLUENT商用CFD软件对气液鼓泡床内泡罩式气体分布器单体进行了数值模拟。以Ug=12.34m/s的入口速度对计算模型进行单相三维稳态模拟。研究了泡罩内径、泡罩齿片和入口管开孔分别对塔内不均度和泡罩式气体分布器的压降影响规律。研究表明,随着泡罩内径的增加,塔内不均度和分布器压降减小;泡罩齿片加宽,齿片对气体的阻力增加;齿片间距增加,齿片对气体的阻力减小;入口管开孔数对塔内不均度没有任何影响。开孔数很少时,开孔数量的增加使分布器的压降减小,然而开孔数增加到一定数量时,开孔数对分布器的压降影响甚微。对泡罩式气体分布器进行了结构优化。     

工业燃气增压粉煤气流床气化炉数值模拟

对制工业燃气的新型增压气流床气化炉气化过程采用三维数值模拟研究,建立可靠的数学模型,预测了气流床气化炉内的流场分布、温度分布以及气体成分分布,并对模拟结果进行了分析.结果表明,炉内流场能够合理地反映气化炉内的反应趋势及进程;该炉型结构能够使炉内温度场均匀,平均温度水平上升;出口气体成分的模拟值与文献值吻合良好.     

固定床熔渣气化炉内冷态气固两相流动特性

为了研究固定床熔渣气化炉喷嘴射流速度和安装角度对炉内流场的影响,搭建了固定床熔渣气化炉冷态试验平台,并结合Fluent软件进行了建模。结果发现:(1)随着气体流量和射流速度的不断增加,气体在物料内部的穿透距离不断加长;(2)随着喷嘴下倾角度的增加,射流深度、回流区径向深度及回流区高度呈不断减小趋势;当喷嘴下倾5°~10°布置时为最优工况,料层内部喷嘴方向射流穿透深度适中,炉内流场分布较好;(3)随着喷嘴切圆角度的不断增大,喷嘴对冲碰撞作用越小,气流逐渐偏离径向区域,喷嘴轴截面气体分布量逐渐变少,料层内部射流穿透深度先增大后减小。综合考虑各因素,喷嘴下倾5°并切圆旋转10°布置时,料层内部水平方向射流穿透深度最大,炉内流场分布较好。     

大型干法脱硫径向反应器流场数值模拟分析

利用CFD计算机模拟技术,对大型高炉煤气径向脱硫反应器进行流场模拟,分析┡形套装三通特殊结构的进气口对外分布器流道入口的气体分布和压降的影响;分析径向反应器的催化剂层气体分布均匀情况,优化反应器的设计参数。     

四叶片倾斜涡轮结晶器内流场和浓度场模拟

利用计算流体动力学(CFD)方法计算了四叶片倾斜涡轮结晶器内流体混合过程的流动场和浓度场,考察了搅拌桨在不同位置对搅拌混合流场及混合时间的影响,并结合电导率实验对模拟结果进行了验证.结果表明:当搅拌桨离底高度为液体高度的1/3时,结晶器内流场分布比较均匀,混合时间较短,适合工业上底部进料的结晶器.     

数值研究液-液水力旋流器内颗粒浓度分布特性

根据计算流体力学(CFD)的原理和方法,应用Fluent软件对液-淡水力旋流器内部颗粒浓度分布进行数值模拟,得到了不同进口流量和不同进料浓度下旋流器内各个截面上浓度分布情况.结果表明:旋流器内各截面上浓度变化曲线呈现抛物线型;进口流量越大,在管壁处浓度值越小,油滴不断向管芯聚集;进料浓度越大,在旋流器的大部分区域中,浓...     

喷嘴入口位置对气化炉流场影响的实验研究

为了考察气化炉炉侧喷嘴入口位置对炉内流场和颗粒浓度分布的影响规律,在新型水煤浆气化炉冷模三维实验台上进行了大量的实验研究,并与数值模拟计算结果进行了对比,结果表明,当喷嘴距气化炉顶部0.9 m时,气化炉炉内流场分布最合理,颗粒浓度分布最均匀;实验测试结果和数值模拟计算结果非常接近,进一步验证了数值模拟计算结果的准确性.实验测试结果为气化炉的设计和运行提供了参考.     

计算流体力学——改进硫酸装置性能的工具

阐述计算流体力学(CFD)的原理,介绍CFD在硫酸装置中的3则应用案例:冷换热器冷端管板的温度分布,转化器内置热换热器旁路管内的气体分布,焚硫炉内温度及气体分布。通过用CFD彩色编码图详细地形象化表示硫酸装置内部发生的情况,得出结论:分流气体换热器可消除在冷换热器和SO3冷却器中SO3侧的酸冷凝并使SO2侧所夹带的少量酸雾气化,在大型设备中两种不同温度的气流混合不一定适宜,CFD可使硫磺燃烧过程的模拟、焚硫炉几何结构的优化成为可能。     

多喷嘴对置式气化炉内颗粒停留时间分布数学模拟研究

气流床气化炉中,颗粒停留时间分布是反映物料混合的重要特性,研究其规律对于改进炉内流场结构,优化运行参数和气化炉的宏观建模都具有重要的意义.通过建立三维CFD模型,研究了进口气速、颗粒粒径和密度等因素对颗粒停留时间分布规律的影响.模拟结果显示出与实验结果相同的规律.结果表明,在研究范围内,颗粒平均停留时间随着气速的增加,...     

不同截面形状气体分布器的数值模拟

针对100kt/a大型乙烯裂解炉布置的新型急冷废热锅炉气体分布器存在背风面焦炭蓄集严重、弯曲变形大和流场湍流强的问题,利用计算流体力学方法,比较了正方形、圆形和椭圆形截面分布器气体入口流场的气体分布不均匀性、流场湍流强度、分布器应力大小和背风面焦炭蓄集的性能指标。模拟结果表明,除正方形截面分布器弯曲正应力最小外,椭圆形截面分布器气体分布不均匀性、流场湍流强度和背风面上气体流动低速区都较圆形截面分布器的小。     

吸收塔内环孔管分布器数值仿真及性能分析

为提高CO_2捕集系统中吸收塔脱碳能力,从气体均匀性和压降损失着手针对孔管分布器进行优化。通过Fluent 15.0对四进气口环孔管分布器进行模拟仿真,结果表明:四进口环孔管分布器使得进口烟气在吸收塔内的不均匀系数M在0.2～0.6之间,分布均匀性较未加分布器明显改善,且烟气在各孔出口速度基本接近,进而使得气体在相对高度截面上对称性良好;在近壁面上烟气速度接近于零,很大程度上避免了反应时对壁面腐蚀;随着烟气进口速度增大,整体均匀性上升,压降随之增高,通过孔管的动能损失增大。     

基于EMMS模型的大型催化裂化装置再生器气固分布数值模拟

大型催化裂化装置中再生器的规模庞大,其中的气固分布装置对整体性能有重要影响。与传统的冷模实验相比,对再生器整体和气固分布器局部的多尺度计算机模拟有利于更深入地了解其流动规律,高效便捷地考察不同结构设计与操作条件对气固分布的影响,辅助其优化设计。结合双流体模型和EMMS曳力模型,首先模拟了中石化现有3.5 Mt·a^-1大规模清洁汽油生产装置的再生反应器,进而模拟并分析了基于同一工艺设计的7 Mt·a^-1超大规模再生反应器内不同气体和固体分布器对流动与混合过程的影响。模拟结果表明:3环较2环分布器能有效改善气体分布的均匀性,但增加每个环上的气体入口数对其分布的改善有限;而对固体分布器,开孔率减小可增加其阻力,并在一定程度上改善混合性能。进一步讨论了研究分布环喷口处的气固流动与混合细节的必要性,初步展示了基于EMMS模型的离散颗粒模拟方法(EMMS-DPM)对其的有效性。     

灰钙循环烟气脱硫反应器气固两相流动数值模拟

灰钙循环烟气脱硫反应器内气固两相流动及流场特性是直接影响装置稳定有效运行的关键因素,采用CFD软件Fluent中k-ε湍流模型对灰钙循环烟气脱硫反应器进行了数值模拟,确定反应器内各段阻力及流场分布。研究结果表明:灰钙循环烟气脱硫反应器的循环物料入口设置是影响反应器内流场分布的重要因素,且进料口前阻力占反应器总阻力大于90%,并对其在20 t/h煤粉工业锅炉配套灰钙循环烟气脱硫装置上进行了实验验证,在各测点测量气速与静压,结果证明模拟结果可靠,进料口前阻力模拟偏差率仅为1.7%。同时采用双进料口对反应器流场进行了优化,模拟结果验证该优化方法确实可行,计算得到良好的流场。     

大型塔进料分布器二相流场数值分析

以大型塔器常用的双切向环流进料分布器为例,通过数值分析研究了气液二相流体在分布器中的分布规律。选用k-ε湍流模型和Lagrange二相流模型,模拟计算气液二相混合进料时,通过改变液气质量流量比,研究气液二相流动规律、分布器的压降及雾沫夹带,同时与只模拟气相流场的结果进行比较。结果显示,气液混合进料比气相进料时的气体分布不均匀度小,压降和平均湍动能则偏大,气液二相流场的计算更接近实际工况,这为大型塔分布器的设计及确定适宜操作条件提供了理论指导。     

填料塔进料气体分布研究

在６００ｍｍ精馏塔中,对几种进料气体分布器进行了分布均匀性、液沫夹带量和气体阻力的实验测定和分析对比。开发与改进了双切向流线式气体分布器,该气体分布器综合性能较好,结构较简单,操作可靠,已在大型润滑油减压蒸馏塔中应用成功。     

螺旋管内油水分离数值模拟

螺旋管具有结构简单等优点,在石油天然气领域获得了广泛的应用.因实验研究在对螺旋管的研究方面存在一定的缺陷,使数值研究方法开始应用于螺旋管的研究.利用CFD方法采用VOF模型对螺旋管内固定进口速度油水二相流进行数值模拟,得出螺旋管内流场特征:①靠近入口端水相分布较大,沿重力方向分布变化不大,峰值前后出现了油水再混合现象;...     

Texaco气化炉流场特性的模拟计算

采用CFD软件对Texaco气化炉进行建模,计算不同工况条件下的冷态流场特性,讨论了气体入口流速对流场影响的规律。模拟结果表明,Texaco气化炉燃烧室内存在射流区、管流区、回流区,回流区是影响气化炉内流场的主要因素,其面积随着入口速度增加而增大,而管流区面积随入口速度增加而减小;在径向流速分布图中,回流区气体流速具有明显拐点,管流区气体流速无明显拐点。     

分级供氧气流床气化炉冷态流场的数值模拟与实验研究

采用标准k-ε湍流模型,运用SIMPLE算法对分级供氧气流床气化炉炉内的流场进行了数值模拟,并对实验测量结果与数值模拟结果进行比较,得到两者吻合的结果。通过对模拟结果进行分析,发现炉膛内存在回流区,并不是一个简单的平推流;二次喷嘴的开启对喷嘴所在面的流场有较大影响;同时二次喷嘴的高度对炉内流场分布也有影响。