搅拌器内部流场数值模拟

搅拌操作是工业反应过程中的重要环节,搅拌混合设备在化学工业中担当着非常重要的角色,优化搅拌设备,提高其自动化、智能化水平对于保证搅拌质量、提高搅拌效率有着重要的现实意义。笔者以十字搅拌器和圆角十字搅拌器为研究对象,采用FLUENT软件对搅拌器进行数值模拟研究,分析其内部流场的流动变化情况。结果如下:(1)十字搅拌器的搅拌非常不均匀,速度变化很大,这对流体搅拌是非常不利的;(2)随着圆角半径增大,搅拌速度减小;(3)当圆角半径增大时,搅拌趋向均匀。     

加料速度对分级机内部流场的影响

用Fluent软件模拟仿真分析了FTW型涡轮空气分级机内部流场的动态压力、湍动能、流动速度的分布, 对比分析不同加料速度对分级机内部流场的影响。结果表明:加料速度增加, 动态压力降低, 但分布曲线的对称性更好;湍动能降低, 但分布更为均匀;径向速度增加, 切向速度和轴向速度都降低, 且分布更为均匀, 其中轴向速度较大, 对流场影响更大;有利于流场稳定, 更有利于物料分级。实验测试了分级粒径分布部分支持这些效果。     

压载水过滤器滤网压降计算和试验研究

压载水过滤器滤网自身的压降直接反映滤网的过流能力。对于不同类型滤网运用不同的经验公式对滤网的压降进行了理论计算,然后又通过TSS悬浮物含量与反冲洗时间间隔的试验方法对2种主滤网的过流能力进行试验对比,结果显示理论计算结果与实际试验结果基本一致,对过滤器主滤网选择有一定指导意义。     

浅谈射流泵内部流场数值模拟研究现状

水力射流泵是石油开采中一种重要的举升设备,由于其没有运动部件,结构紧凑,被广泛应用于复杂结构井和特殊井的开采。总结了射流泵工作原理、内部流动特点以及内部流场研究方法,论述了射流泵内部流场研究技术的发展现状。在归纳目前部分射流泵内部流场数值模拟研究成果的基础上,总结了目前研究方法存在的不足,为今后射流泵生产参数优化提供了理论指导和研究方向。     

陶瓷过滤器脉冲反吹全过程的瞬变流场计算

采用二维轴对称非稳态流动模型对陶瓷过滤器脉冲反吹全过程中滤管内外的瞬变流场进行了数值模拟,所计算的滤管外径向速度波形与实验测定结果基本吻合,给出了从正常过滤过程到脉冲反吹结束的全过程中引射区域和滤管内速度场及温度场的变化, 分析了反吹气体温度对滤管内温度分布的影响.模拟结果表明,过滤器的操作温度与反吹气体温度差提高,会加剧滤管轴向方向脉冲清灰不均匀性.     

高压节流阀内部流场对冲蚀形貌的影响

高压节流阀在高压、大流量环境下工作,高速流体对节流阀的笼套有剧烈的冲蚀作用。不同的内部结构产生不同的内部流场,进而产生不同的冲蚀效果。本文对CAM ERON、M SP/DR ILEX、MOKVELD三个国外厂家生产的节流阀进行内部流场分析,并与冲蚀后的节流阀实物对比,综合分析三种节流阀的结构的合理性。     

新型静态混合器的三维流场数值模拟

利用专业的计算流体力学(CFD)软件FLUENT的对具有两块稀释孔板的新型静态混合器内的三维可压缩湍流流场进行数值模拟.采用标准,κ-ε双方程湍流模型,得到混合器内流场、湍动能、压降及混合浓度场的变化等.通过计算压力降可满足工艺要求,混合相对均匀.     

油水旋流分离器内部流场的CFD模拟

采用计算流体力学数值模拟方法研究油水旋流分离器的内部流场,模拟出分离器内轴向速度变化规律,得到钻井液气液旋流器内部流场的特征。分析油水旋流分离器内部油相体积浓度分布,得到了油水旋流分离器内部流场的分布规律和油水两相流的分离特性,为油水旋流分离器的工艺设计提供了参考依据。     

中比转数离心泵内部流场的三维数值模拟

基于全三维不可压缩雷诺时均方程和RNGk-ε湍流模型,采用压力-速度隐式修正SIMPLEC算法,应用FLUENT软件中提供的多重参考系模型(MRF),对具有扭曲叶片的中比转数离心泵内三维不可压缩湍流流动进行数值模拟,探讨泵流道内的压力及速度分布规律,揭示泵内的回流、高速、高压流动现象.结果表明:扭曲形叶片汽蚀性能较好,但靠近隔舌流道内的回流、叶片流道内的局部高速和高压流场会影响离心泵效率,对隔舌和叶轮叶片结构进行优化是提高中比转数离心泵效率的途径之一.     

一种新型气固分离器内气相流场的数值模拟

针对催化裂化原料日益重质化的趋势,提出了一种后置烧焦管式组合再生工艺. 后置烧焦管出口的气固分离装置是实现这种工艺的关键设备之一. 为此,设计了一种基于离心与惯性分离原理相结合的新型气固分离器.为了详细研究该分离器,结合流场实验结果,采用数值模拟方法对该分离器内的气相流场进行了数值模拟,数学模型为标准湍流模型.模拟结果给出了分离器内的流场总体特征为:气流以切向速度为主,竖直向上进入分离器的气体绕排气管做旋转运动,先后由排气管上的窄缝排出,部分气体由排气管下方空间返回入口区;拱形分离空间内切向气速随径向位置的增加而减小.排气管上的开缝形式是分离器压降增加的主要因素.将排气管上的两条窄缝改成总面积与排气管内截面积相等的均匀切向窄缝,避免了管内旋流涡核的偏心,分离器压降明显降低.     

桨叶类型对核桃壳过滤器反冲洗流场的影响

用CFD前处理软件GAMBIT对6种桨叶类型的核桃壳过滤器进行建模,再利用FLUENT对反冲洗过程进行数值模拟分析。根据模拟结果初步了解了过滤器内滤料、水流速度及压差的分布规律;再通过现场实验准确地描述桨叶类型对罐体内流场分布的影响。研究表明:在一定反冲洗强度和搅拌桨转速情况下,不同类型桨叶对过滤器反冲洗的流场及滤料再生效果影响很显著。     

不同流场状态对球形氢氧化镍生长粒度的影响

在相同的搅拌桨线速度、晶化时间、化学条件下,采用化学沉淀法分别应用八斜叶涡轮圆盘桨、推进式螺旋桨、Intermig桨分别制备球形氢氧化镍晶体。采用SEM技术考察各个样品的微观形貌,并结合PIV物理模拟技术分析不同桨型状态下反应器内的流场特性,研究表明:采用八斜叶涡轮圆盘桨是样品的球形度最佳,采用Intermig桨时样品的粒度d0.5最大。讨论了不同桨型对球形氢氧化镍晶体松装密度的影响。     

虹吸式卫生洁具不同冲水模式的速度流场分析

卫生洁具水包壁的水流速度能反映水流对水包壁的冲刷性能,排污管内的水流速度能反映虹吸现象的持续时间、虹吸力大小及排污管高度的设计要求。利用VOF模型,非稳态气、液多相流的N-S方程,对普通虹吸式、喷射虹吸式、漩涡虹吸式卫生洁具3种不同冲水模式的速度流场进行了三维数值模拟,对水包壁与排污管内的速度流场进行了定量计算,分析了不同冲水模式速度流场的数值区别和对虹吸现象的影响,为不同冲水模式虹吸式卫生洁具的出水流道水力设计优化提供了理论依据。     

G-LISR不同气相入口流速对流场特性的影响

为了提高气液撞击流反应器(G-LISR)的混合性能,找到合适气相入口速度的操作参数,采用ANSYS Workbench中的Geometry模块,基于欧拉·拉格朗日法建立G-LISR气液两相流动数学模型。在加速管对置距离为400mm,液相入口速度为5m/s,三种不同的气相入口速度(10,15,20m/s)条件下,用数值模拟软件Fluent分析模拟出了不同气相入口流速下反应器内流场的分布特征。模拟结果表明:随着气相入口初始流速的增大,反应器内湍流强度有所增加,在压力波动最为剧烈的撞击面中心点处,压力急剧增大。增大气相初始流速,将降低反应器中的液滴的浓度分布,减少了液相在反应器中的停留时间。从能量损耗和气液两相在反应器中的混合效果来看,气相初始流速不宜过大,10m/s为较佳。     

虹吸式卫生洁具不同冲水模式的速度流场分析

卫生洁具水包壁的水流速度能反映水流对水包壁的冲刷性能,排污管内的水流速度能反映虹吸现象的持续时间、虹吸力大小及排污管高度的设计要求。利用VOF模型,非稳态气、液多相流的N-S方程。对普通虹吸式、喷射虹吸式、漩涡虹吸式卫生洁具3种不同冲水模式的速度流场进行了三维数值模拟,对水包壁与排污管内的速度流场进行了定量计算,分析了不同冲水模式速度流场的数值区别和对虹吸现象的影响,为不同冲水模式虹吸式卫生洁具的出水流道水力设计优化提供了理论依据。     

不同湍流模型和差分格式对旋流器流场的影响

采用Fluent软件对切入式旋流器进行模拟计算,进一步研究湍流模型和差分格式对内流场分布的影响。研究结果表明,RSM模型完全放弃了涡粘性假设,考虑了流线弯曲、旋涡及旋转等因素的作用,比较适合模拟强旋湍流,可以对水力旋流器的流场做出较为精确的预测;QUICK格式具有近似三阶的计算精度,模拟复杂流动的能力最好,比较适用于旋流器强旋流场的模拟。     

不同湍流模型对双流体喷射泵流场模拟的研究

采用标准κ～ε湍流模型、RNGκ～ε湍流模型和Realizableκ～ε湍流模型分别对双流体喷射泵内部的气液流动进行了模拟。对不同湍流模型下计算收敛速度,混合流体静压力变化和气体卷吸量大小进行了比较。模拟结果表明:3种κ～ε湍流模型均可很好的反应射流规律;在Realizableκ～ε湍流模型计算下,计算成本最低,流场计算收敛速度最快;在RNGκ～ε湍流模型和Realizableκ～ε湍流模型下混合流体静压力变化和气体卷吸量基本相同,均小于标准κ～ε湍流模型下的计算结果,且喷嘴速度越大,差距越明显。     

Flow Field and Drag for Elliptical Filter Fibers

Filter fibers are now available in many cross-sectional shapes, including elliptical. Assuming viscous flow through a filter, analytical expressions are developed to predict airflow around elliptical fibers and the aerodynamic drag and lift on the fibers. Important variables influencing the velocity field and the drag are the length-to-width ratio of the elliptical cross section, the filter solidity, and the orientation of the fiber's cross section to the incoming airflow. Plots of the streamlines for flow around elliptical fibers show that pressure drop through the filter and particle collection are likely to increase as the length-to-width ratio and filter solidity increase and as more of the fibers are aligned with the cross section's major axis perpendicular to the flow. The expressions developed indicate that drag can vary by more than 4 orders of magnitude as filter properties change.     

动态旋叶压滤机内流场的理论研究

对采用动态过滤机理的动态旋叶压滤机滤室内的流体流动规律进行了理论研究 ,建立了描述流体切向速度的理论模型。提出了滤室内流体切向速度的计算方法 ,并通过实验进行了验证