数值模拟在旋流器操作性能研究中的应用

针对结构已确定的典型固-液分离型旋流器,从实验和数值模拟两方面入手研究其操作性能,重点考察了压力降与流量以及底流分率与流量之间的关系。结果表明：实验结果和数值计算结果相一致。为利用计算机仿真研究旋流器内流场及操作特性提供了一种新的验证方法,解决了数值模拟在流场分析中的普遍应用与验证困难之间的矛盾。     

几种典型旋流器操作性能的分析与比较

通过分析几种典型旋流器的操作性能,包括压力降和流量分率,得出了不同结构特征旋流器的一些基本操作特性,并定性分析了结构特征与操作特性之间的关系。主要介绍了压力降随流量大小的变化以及出口大小对流量分率的影响。     

溢流口结构对旋流器溢流分率影响的模拟及实验研究

旋流器的溢流分率是旋流分离过程中的一个重要的操作参数同时也是一个重要的性能参数,文献表明溢流分率对于分离效率有着显著的影响。利用CFD软件Fluent模拟了3种入口条件下溢流口结构对旋流器溢流分率的影响,并根据不同的物理模型进行了实验验证,证明RSM湍流模型在模拟旋流器流场的应用中具有较好的可靠性。     

基于CFD-DEM耦合的水力旋流器性能预测分析

采用Fluent数值模拟软件,基于雷诺应力模型,对某旋流器的处理能力及流场进行了仿真模拟,分析了旋流器内部流场的速度分布及压强分布.结合不同入口压力下的试验工作参数,对比了经验公式计算结果和数值仿真结果的准确性.结果表明:旋流器内部空气柱稳定,内部压力梯度连续性较好,轴向及切向速度场数值模拟结果与实际相符合.相对于经验...     

重介质旋流器流场湍流数值计算模型的选择

简述了重介质旋流器理论研究的现状，给出了计算流体力学基本方程及各种湍流数值计算模型.在相同边界条件下采用k-ε，RNG，RSM三个模型对重介质旋流器流场进行试探性数值模拟，并与相同边界条件的试验测量结果进行比较，最后选定RSM模型用于重介质旋流器流场数值模拟的湍流模型.     

重介质旋流器流场的计算流体力学模拟

介绍了目前常用的计算流体力学软件 ,给出了 CFD常用的三个基本方程和用于重介质旋流器流场数值模拟的湍流基本方程。采用 Fluent软件对 DSM型旋流器三维速度场 (轴向、切向和径向 )进行了数值模拟 ,并与采用 LDV的相同边界条件的测量结果进行了对比。结果表明 ,选用 RSM模型可以对旋流器流场较好地进行模拟。     

新型三产品重介质旋流器流场的数值模拟研究

新型三产品重介质旋流器是一种先排矸的三产品重介质旋流器。文章阐述了采用不同的湍流模型对先排矸三产品重介质旋流器的流场进行了数值模拟和实验验证,选用RSM模型进行了流场模拟,并与相同工艺条件下的DWP重介质旋流器的模拟结果进行了对比。     

水力旋流器流场的CFD模拟研究

采用计算流体力学CFD应用软件CFX10.0对水力旋流器流场进行数值模拟。实验运用Pro/E建模,选用k-ε湍流模型对水力旋流器可以进行比较全面准确的数值模拟。通过单相流数值模拟实验,对水力旋流器内部不同部位的流场进行描述,为从理论上对水力旋流器进行结构优化提供了一条新的途径。     

基于CFD的多锥段旋流器内部流场的数值模拟

针对疏浚泥浆中固体颗粒粒度小,粒级分布范围宽的特点,提出了一种新型的多锥段旋流器结构,并采用雷诺应力(RSM)湍流模型,应用Fluent软件对旋流器内部的三维流动进行了数值模拟,得到了压力场和速度场的分布规律。实验测试结果验证了数值模拟结果的正确性,为该类型旋流器进行进一步的优化设计提供了理论依据。     

节能高效大直径重介质旋流器的模拟研究与实践

简要介绍了重介质旋流器理论研究现状,给出了CFD常用的三个基本方程和用于重介质旋流器流场数值模拟的湍流基本方程。采用Fluent软件对无压给料三产品重介质旋流器流场进行了数值模拟,根据模拟结果,着重对双供介口无压给料三产品重介质旋流器进行了结构参数和能耗的研究。应用此理论并结合具体煤质特性和产品要求研发出1350/950双供介口无压给料三产品旋流器,并介绍了其在山东新汶矿务局翟镇选煤厂的应用情况。     

DWP重介质旋流器流场的数值模拟

选用雷诺应力湍流计算模型（RSM），对两种直径为1 300 mm的DWP型重介质旋流器的流场进行了数值模拟，并对结构参数和能耗进行了研究.对流场三维速度、压强、密度和空气柱的数值模拟研究表明，在旋流器内存在短路流现象；双入介DWP旋流器分选效果优于单入介DWP旋流器，处理能力高于单入介DWP旋流器，能耗比单入介DWP旋流器减少33%.     

重介质旋流器壁面处理对湍流数值模拟的影响

采用3种不同的近壁模型和壁面处理方式,对重介质旋流器中的湍流流场进行模拟,将数值模拟数据与试验测量数据进行比较.结果表明,对近壁网格加密后采用增强壁面处理方法,能够得到更为接近实际流场的模拟结果.以2种不同入料口形式的重介质旋流器流场数值试验为例,分析了采用壁面处理后,旋流器内流场的变化情况.数值试验表明,旋流器的入料口采用弧形入料形式可以降低能耗,提高分选精度,增大处理量.     

贮矿高度对主溜井矿石流动性的影响研究

为探究贮矿高度对金山店铁矿主溜井矿石流动性的影响,以质量流率比作为矿石流动性的定量评价指标,采用PFC2D颗粒流程序构建主溜井放矿数值模型,对不同贮矿高度条件下的矿石流动状态进行模拟分析;基于自主研制的溜井放矿相似试验装置,开展针对性的矿石流动性相似试验,对数值模拟结果进行检验。研究表明,质量流率比R_w可以定量表征矿石颗粒的流动状态,便于数值模拟结果与相似试验结果的对比分析;贮矿高度与矿石颗粒的流动状态密切相关,随着贮矿高度的增加,质量流率比R_w呈先增大后减小的变化趋势;当贮矿高度为27.5 m时质量流率比R_w达到最大值,此时矿石颗粒的流动性最好;在质量流率比R_w随贮矿高度变化的趋势上,相似试验结果与数值模拟结果具有一致性。     

锥段结构对旋流器内部流场和分级性能的影响

水力旋流器最早可追溯到上世纪50年代,它是一种将压力能转化为动能且伴随着能量损失的装备,因其占地面积小、无运动部件、分级效率高等优点被广泛应用于煤炭分选、石油、化工等各类分选行业中,但由于其自身结构的限制以及外界工况的变化,分级精度难以保证,旋流器主要有柱段、锥段、溢流口、底流口和进料体组成,其中,锥段结构作为旋流器的主要分离区域,是影响旋流器分级性能的主要因素之一,因此,本文针对常规旋流器分级精度低、运行能耗高的问题,提出了一种改进旋流器锥段的方法用于提高旋流器分级性能,通过数值计算法呈现了直线型、抛物线型和双曲线型锥段结构旋流器对内部流场特性和分离性能的影响规律。数值结果表明：采用抛物线锥段可使其旋流器的切向速度和轴向速度减小,降低乱流的发生概率,流场稳定性得到有效提升,双曲线锥段内部流场不稳定,不利于颗粒的平稳运行。抛物线型旋流器零速包络面外移,细内旋流空间变大,细颗粒得到充分分离,分级精度得到一定提升。相比于常规型和双曲线型,抛物线型旋流器具有较小的湍流强度,颗粒稳定性得到有效提升,同时,抛物线型旋流器的陡度指数从0.61提升为0.72,旋流器分级精度得到大幅提升,由于其分离空间的变大,切割粒径稍有增大。     

锥形渐扩管内紊流场数值预测中的计算机应用

在锥形渐扩管内紊流场的数值预测中,对其近壁低雷诺数紊流模型的BFC数值解法进行了计算机仿真模型和应用软件的开发,并以给定扩散角、扩散度和雷诺数的风机扩散器内紊流场为实例,用计算机仿真模型作了数值预测并进行了实验验证。最后,对这一研究成果的应用前景和预期效益作了分析与评价。     

重介质旋流器选煤技术的研究与发展

阐述了重介质旋流器发展的简况;重点介绍了近几年在重介质旋流器理论研究,特别是在重介质旋流器流场计算流体力学模拟研究方面取得的主要成果;最后对重介质旋流器选煤工艺和生产实践及耐磨材料的研究进行了述评。指出“十五”攻关课题的完成,基本解决了国际选煤界亟待解决的既保持重介质选煤的高效优势又能降低投资和加工成本的难题,标志着我国重介质选煤技术达到国际领先水平。     

燃煤循环流化床锅炉中并联分离器的性能实验研究

劣质煤可用于循环流化床(CFB)燃烧。多个并联分离器布置的方式被广泛地应用于循环流化床锅炉实现气固分离,然而这种布置方式容易出现造成气固两相流的不均匀分布,以及并联分离器性能的差异。在300 MW循环流化床锅炉上开展了实验研究,对比了并联的3台分离器的压降、分离效率、以及其内的燃烧现象。研究发现,中间位置的分离器具有更大的压降以及更高的分离效率,这与中间分离器具有更大的烟气流率有关。而对比并联布置的返料阀和立管的压降发现中间分离器具有更小的颗粒流率,这不利于燃烧以及炉内脱硫。此外,由于不均匀的气固两相流,中间位置分离器内烟气温升明显高于两侧分离器。     

溜井底部放矿漏斗角对矿石流动性的影响研究

为研究溜井底部放矿漏斗角对矿石流动性的影响,以金山店铁矿-480~-410 m段主溜井为工程背景,采用PFC2D离散元软件对放矿漏斗角分别为45°、50°、55°、60°、65°的主溜井放矿过程进行数值模拟。为定量描述不同放矿漏斗角下矿石流动性之间的差异,定义矿石质量流率比为矿石流动性评价指标,分析各放矿漏斗角下的矿石流动性特征,揭示放矿漏斗角对矿石流动性的影响机理。构建溜井放矿相似试验平台,进行溜井放矿相似模拟试验,计算矿石的质量流率比,并将其与数值模拟结果进行对比分析。研究结果表明：当放矿漏斗角为60°时,矿石质量流率比最大,矿石流动性最好;相似试验与数值模拟所得矿石质量流率比的变化趋势基本相同,相似试验结果能对数值模拟结果进行验证。