磷酸反应槽内临界离底悬浮转速的CFD模拟

使用计算流体软件Fluent对磷酸反应槽内颗粒的临界离底悬浮转速进行了数值模拟.搅拌槽直径.T=0.5m,四块挡板均布,搅拌桨采用45°斜叶桨.两相物系为磷石膏—硫酸,固体体积百分比浓度φ=4.65%.使用浓度判据得到颗粒离底临界悬浮转速NJS,模拟计算结果的误差在工业允许的范围内.模拟得出搅拌槽中液体的流动状况和固体体积分数的分布;同时对6个不同搅拌转速下的固体颗粒悬浮状况进行比较,得出均匀悬浮临界转速.     

连续三相喷射环流反应器的实验和数值模拟

利用Pavlov管和电导探针分别测量含小颗粒（Stokes数小于1.0）的连续气液固三相喷射环流反应器内轴向液速和气体体积分数分布. 提出大气泡-小气泡-浆态相三相流体力学模型,以模拟三相喷射环流反应器的流体力学行为,对大气泡相和小气泡相分别考虑尾涡加速和气泡阻碍效应并修正其曳力. 对于上升区和下降区,流场模拟结果均与实验结果较吻合. 利用模型预测不同固体体积分数下的气体体积分数与轴向液速分布,结果表明,在考虑的固体体积分数范围内,气体体积分数随固体体积分数增加而下降,液体循环速度随固体体积分数增加而略有上升,其原因主要是反应器内平均气泡直径随固体体积分数增加而增大,进而导致气泡浮升速度加大并增强周围流体的加速运动.     

搅拌罐内基于EDEM-FLUENT耦合的多相流混合数值模拟

利用EDEM-FLUENT联合仿真,采用VOF(Volume of Fluid)法和欧拉-拉格朗日模型,组成离散固体与连续的液相和气相的混合模型,对搅拌罐内固-液-气三相流动进行数值模拟,探究固体颗粒在搅拌罐内的运动状态和自由液面对其分散的影响.基于FLUENT软件的VOF法对气-液连续相建模,很好地捕捉气液分界面,模型更接近实际工况,直观显示自由液面的变化;基于离散元法使用软件EDEM对固体颗粒进行离散单元建模,通过两软件的联合仿真直观模拟固体颗粒在罐内的位置信息和运动情况,得到的固体颗粒分散情况与利用欧拉法得到的结果一致.     

固相体积分数对泵性能影响研究

针对脱硫泵在输送固液两相流介质时存在的磨损严重、效率不高的状况,采用混合多相流模型和修正的k-ε湍流方程对脱硫泵内部流场进行了数值模拟,得到了泵内固体相的颗粒分布和运动规律以及不同固相体积分数与泵扬程、效率的关系曲线。结果表明:固体颗粒主要分布在叶片工作面和后盖板面,加剧了叶片和后盖板的磨损速度;固体颗粒在工作面上的相对速度较背面大,工作面和后盖板相交的棱角处颗粒浓度大且颗粒以一定的速度与叶轮发生摩擦,容易导致叶轮局部磨损;随着固含量的增加,泵的扬程、效率下降明显,而轴功率趋于稳定,说明脱硫泵的运行存在一个最佳输送浓度。     

液固流化床中颗粒流动特性的数值模拟

应用欧拉-欧拉双流体模型,液相采用k-ε湍流模型,同时考虑液固两相间耦合作用,数值模拟液固流化床内液固两相流动,研究了液体密度和粘度对液固流化床内流动特性的影响.研究结果表明,液固流化床内液体、颗粒混合比较均匀,呈现散式流态化特性.颗粒轴向速度随着液体密度和粘度的增大而增大,并且在床内分布趋势相同.数值模拟得到床层膨胀高度的结果与Babu等人公式计算值相吻合.     

轮毂轴承性能试验中泥浆搅拌数值模拟及研究

掌握泥浆搅拌装置设计的关键技术,依赖于泥浆搅拌过程的研究.在对两相流有限元计算方法和模型展开讨论的基础上,基于欧拉-欧拉方法的Eulerian模型,利用Fluent流体仿真软件,实现了汽车轮毂轴承性能试验中泥浆搅拌过程的数值模拟.通过模拟得到的泥浆固相颗粒分布云图,研究搅拌槽的浓度分布和均匀性.提出了泥浆搅拌装置功能设计的基本要求,研究了泥浆固相颗粒在搅拌槽底部的完全离底悬浮问题和取浆口的设置问题.相关技术已用于指导泥浆搅拌装置的设计.     

双流道泵内部固相颗粒分布对泵性能的影响

基于Mixture模型,对一双流道泵内的固液两相流动进行了数值模拟,对不同颗粒直径和不同颗粒体积浓度工况下双流道泵内的固相颗粒体积浓度分布进行了研究.结果表明:在小粒径工况下,颗粒在叶轮流道内分布比较均匀,随着粒径的增大,颗粒逐渐聚集于叶轮进口和流道弯曲的部位,且粒径越大该处的颗粒浓度越大,固相离析作用明显;流道背面颗粒分布不均匀,其后盖板侧的颗粒浓度高于前盖板处,随着固相体积分数的增大,后盖板处聚集的颗粒也随之增多;随着粒径和颗粒体积浓度的增加泵的扬程和效率都降低.通过模拟发现,颗粒在泵内的分布受粒径的变化影响较大.     

基于FLUENT 液压储油单元中颗粒沉降数值分析

基于FLUENT 软件提供的多相流混合(Mixture)模型,分析储油单元中液固耦合两相流流动的状态,采用理论计算与数值模拟相结合的方法,建立了在液压油回流进储油单元过程中液固耦合两相流动和颗粒沉降的数值模型,讨论了回油管道浸入储油单元中的深度对颗粒沉降的影响。结果表明：当液压油流量一定以及回油管道深度为整个储油单元体积的3/4 时,在储油单元中靠近挡板右侧偏底部的位置,颗粒的体积分数值更大,分布范围更广,沉降效果更明显;对于整个液压系统而言,能更有效地减少固体颗粒对其产生的影响。     

径向直叶片湿式风机内气固两相流的数值模拟

利用FLUENT软件中离散相模型(DPM)和混合模型对径向直叶片湿式风机内部三维两相流场进行模拟.分析风机内部的气固二相的浓度、体积分数、速度矢量和压力等参数的分布,比较两模型在此次模拟中的优缺点.模拟结果表明,在入口粉尘浓度很低的情况下,固相颗粒的浓度分布与气流流向大致相符.DPM模型颗粒相浓分布和混合模型颗粒相体积分数分布的趋势基本一致.DPM模型在反映浓度局部分布时更加精确,而混合模型在描述整个流场的浓度分布时更加完整.模拟结果对径向直叶片湿式风机气、液、固三相流场和除尘机理的研究有指导意义.     

基于正交实验的叔戊醇钾搅拌混合装置优化设计

针对叔戊醇钾生产过程中液固两相混合效果的强化,设计了新型搅拌装置,通过正交试验法,研究了搅拌桨桨型、挡板安装角度、釜内温度、搅拌转速和搅拌时间等影响因素对该体系固相分散的影响,通过自行开发的新型多相流图像识别系统,检测实验过程中液固两相流混合效果.结果表明,采用SG-6(2)搅拌桨、安装角度θ=90°的挡板、操作温度160～165℃、搅拌速度150～155 r/min、搅拌时间30 min为最佳优化条件,其局部固相体积分数达到11.98%.