催化裂化汽提器的流体动力学数值模拟

提出了一种新型填料式汽提器,并采用气固双流体模型模拟了新型汽提器和传统汽提器内气固流体流动行为.模拟结果显示新型填料式汽提器在改善颗粒流动,提高颗粒分布均匀性和汽提器空间利用率方面要优于传统盘环挡板汽提器.     

催化裂化再生器参数计算与流型判别

本文对催化裂化再生器内的物性参数、TDH 和扬析速率常数进行了计算,为改善再生器的操作,减少 FCC 吹损指明了方向。计算表明,催化裂化再生器内的流动状态系湍流流态化,随着表观速度 u 的降低,FCC 的吹损量明显下降,扬析速率常数主要与终端雷诺数呈正比。     

变工艺水合物粒子浓度对两区影响的仿真研究

在石油输油工艺设计优化问题的研究中,输油工艺的选取和水合物颗粒浓度对漩涡区、低速区的影响问题,影响输油工业的安全,必须加以研究.实验中水合物的生成温度和压力波动难以控制.传统的Langrian计算方法对计算颗粒的数量受到限制,阻碍了颗粒浓度与两区关系的研究.针对上述问题,提出采用CFD软件FLUENT,应用以颗粒动力学为基础的Euler-Euler模型对石油工业T形管内,不同集输方式、不同颗粒浓度的油品-水合物流动仿真计算.得到了漩涡区、低速区随集输工艺和颗粒浓度的变化规律,以及两区的分布情况,并对仿真结果进行分析.结果表明,计算所得流场符合管道内浆液流动规律,较好地仿真了两区随颗粒浓度变化,可以为工艺的选取和管道位置的保护提供依据和指导.     

一种新型下行管入口结构流体力学性能的数值模拟

提出了一种新型下行管入口结构,并采用计算流体力学对这种下行管入口结构的流体动力学进行数值模拟。对气固两相流采用双流体模型,其中采用颗粒动理学模型描述固相粘度和固相压力。模拟结果表明新型下行管入口区相对周围其它区域为负压区,气固初始接触区的流体被抽吸进入下行管。下行管入口段颗粒浓度在径向上的分布呈中心高、边壁低的分布,随着轴向位置的增加,颗粒逐渐向边壁方向扩散,使得颗粒浓度在径向上分布趋向均匀。气固初始接触区颗粒浓度相对较高。颗粒在下行管中运动历程可分为三个阶段：加速段、减速段和恒速段,这与气固并流接触入口结构的颗粒运动历程不同。     

循环流化床气固两相流动模拟

循环流化床已被广泛用于能源、化工、环保等工业领域,但由于流化床内两相流动、传热及化学反应的物理机理和作用规律复杂性,目前为止对流化床的认识还远远不能令人满意,因此了解流化床内流动机理对循环流化床的设计和运行有深远的指导意义.针对循环流化床燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,用Fluent软件作计算工具,利用欧拉双流体模型(EULERIAN-EULERIAN)对流化床内的颗粒浓度分布、颗粒速度分布和床内压力分布等进行了三维数值模拟,计算结果表明:在床内固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同流化风速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大,在相同的物料循环量,沿床高压降随着流化风速的增加而减小.     

颗粒物性对水平气力输送管中颗粒浓度分布影响的数值模拟

在考虑气-固流体的双向耦合、颗粒与颗粒的碰撞、颗粒与壁面的碰撞以及滑移摩擦的基础上,对气体相湍动能采用修正的k-ε二方程模型,颗粒相湍动动能采用颗粒动力学方法,发展建立了水平气力输送的数学模型和相应的计算方法,数值研究了颗粒粒径和密度对悬浮颗粒的浓度分布的影响。结果发现在水平气力输送中,在颗粒湍动、颗粒自身重力、颗粒与颗粒的碰撞以及颗粒与壁面的碰撞的共同作用下,颗粒浓度分布不均匀,其垂向分布存在着两种不同的形态。颗粒粒径越小、密度越低,越容易出现Ⅰ型分布：即颗粒浓度呈现出从管底部到管上部会先由小变大,到某位置时达最大值,尔后又向小变化的趋势。     

针栓式变推力火箭发动机内流场数值仿真研究

发动机推力室的工作过程直接影响到发动机的性能,在设计过程中,从理论上分析推力室内的燃烧流动过程具有非常重要.通过数值仿真,可以大大缩短发动机的研制和改进设计周期,减少研制经费.针对自燃推进剂针栓式变推力液体火箭发动机燃烧与流动的特点,借助CFD计算软件FLUENT,采用标准k-ε湍流模型及有限速率化学反应模型,对采用针栓式喷注器的变推力液体火箭发动机的推力室喷雾燃烧过程进行了数值仿真.计算结果得到了压强分布,温度分布,牛成物的摩尔分数分布,粒子轨迹分布、流强、混合比分布以及流动码赫数分布等,并对流场结构和影响发动机性能的喷注器参数进行了分析.数值计算结果可为变推力发动机喷注器和推力室的设计和优化提供参考.     

大变形柔性管道两相流流致振动研究

针对柔性管道内段塞流引起的结构大变形流致振动问题,本文采用分区强流固耦合方法建立了面向大变形两相流输运管道的双向流固耦合数值计算模型.基于流体体积法对气液两相流动界面进行追踪并结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格方法考虑流体域网格变形,同时采用有限元方法建立了柔性管道动力学模型,根据流体和管道壁面的相互作用构建强流固耦合计算模型.研究表明,在两相流作用下柔性管道的振动主要以类似一阶和二阶振动模态响应为主且会发生模态切换；模态切换与管内的液塞长度、液塞流动频率以及气液塞在管内的轴向分布有关；管道的大变形振动促进了短气塞的融合并显著改变了液塞的长度和频率,进而影响管道的振动和流型转变界限.     

基于DSM湍流模型的气固圆湍撞击流模拟

采用改进的DSM大涡模型模拟气相湍流流动,采用颗粒轨道模型模拟颗粒运动,在双向耦合气固湍流数理模型基础上,采用蒙特卡洛方法Tanaka模型进行颗粒碰撞计算,取得相同颗粒数量下不同粒径的固体颗粒随湍射流运动对气相射流的调制规律及颗粒弥散规律.结果 表明,较大粒径的颗粒加强了气流刚性,由于颗粒惯性较大,对冲碰撞使颗粒在碰撞滞止点聚集,使流场中颗粒相浓度分布不均;中等粒径的颗粒对气相耗散较小,颗粒受到离心力主导影响,碰撞后仍沿涡的外围扩散;较小粒径的颗粒对气相耗散严重,颗粒跟随性好,大多聚集在涡核内,碰撞后仍随气体向外扩散,在流场中分布均匀.     

淘析器内颗粒运动轨迹的数值模拟

采用FLUENT6.2提供的标准κ-ε模型和随机轨道模型模拟新型惯性撞击式淘析器内的颗粒运动轨迹,预测不同粒径颗粒的运动轨迹和速度分布.结果表明:通过在淘析区加入格栅板,使大颗粒在器内的运动路径变长,与格栅的碰撞促使粘附在粗颗粒表面上的细粉分离;加长对流段还有利于提高粒料中离散细粉尘的分离.工业规模实验验证了模拟结果.