气液分离器的结构优化

常规气液分离器一般采用重力沉降罐的结构形式,具有结构简单等特点,但设备体积庞大,占地面积大,处理时间长。基于计算流体动力学方法,采用Gambit建模,利用Fluent软件进行分析,对常规立罐式离心气液分离器进行了仿真。通过流场分析可以看出,流场对称性很差,底流出口附近气体含量较多,说明气液分离效果不好。通过结构优化,包括将底流出口改为正下方排液,单入口改为双入口结构,罐体直径减小,溢流管伸入分离器内部入口管之下,以及将分离器下端改为锥型结构等,经优化后改善了分离器内部流场的轴对称性及气相浓度分布情况,使分离效果有了明显改善,锥段的壁面和底流出口附近的含气量很低,提高了分离器的净化程度。通过实验研究说明优化后分离器的分离性能较好,而且通过实验也验证了仿真模型选取的正确性和准确性。     

反浮选-冷结晶氯化钾生产过程中硫酸钙旋流分离数值模拟

为了研究用于氯化钾旋流分离的旋流芯管内部的流场,模拟粗光卤石矿中小颗粒硫酸钙的分离性能,采用Fluent软件,K-ε模型及雷诺应力模型(RSM),数值模拟旋流芯管内颗粒的流动,得其内部流场的轴向速度、切向速度、径向速度和压力分布规律,分析压力场和速度场的分离特征。通过与实验结果的比较,结果表明,上下出口物料中固体颗粒的粒度分布及物料流量与实验结果非常接近,且当进口物料浓度较高时,上出口物料对大颗粒的夹带明显,降低了分离效率。因此,设备放大时溢流口与底流口的直径设计对分离性能影响较大。     

离心叶轮内部流场计算机仿真及分析

大型电机的冷却通常采用直叶片的离心叶轮,其内部的流动结构及其随工况的变化对叶轮性能及电机冷却效果有重要影响.为减少对实验的依赖,提高改型设计的可靠性,采用全三维的Navier-Stokes方程,建立了离心叶轮的计算机仿真模型,结合湍流模型及相应的计算网络及边界条件,可以完成对叶轮性能及内部流场的计算.用仿真模型针对一实际应用的离心冷却风机叶轮进行了数值仿真计算.并对计算结果进行了详细的对比分析,得出了不同工况下详细的流场结构,包括相对速度在叶轮通道中的分布及相对速度流线图.揭示了小流量工况下流动分离及效率降低的机理,将冷却风扇叶轮的总体性能与内部的流场结构进行了关联.研究结果表明离心叶轮内部流动分离是导致其性能下降的主要原因.     

缸内直喷发动机油气分离器模拟分析及试验验证

为分析3种不同结构迷宫式油气分离器的流动分布和压力损失,使用CFD仿真分析软件对某缸内直喷发动机油气分离器内气液两相流场进行数值模拟．采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,计算得到不同直径油滴的油气分离效率,并设计简单而有效的试验方法对油气分离器分离效率进行间接验证．结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算油气分离器油气分离效率,反映流动的本质．根据给定的油气分离效率可优化设计油气分离结构,改进生产方案．     

基于STAR-CCM+的高速动车组驱动齿轮箱内部流场分析

为研究齿轮箱初始注油量、齿轮旋转方向等因素对齿轮箱内部润滑油瞬态分布、压力瞬态分布和各轴承进/回油孔润滑油质量流量的影响,基于齿轮箱内部不可压缩的气液两相流,采用STAR-CCM+软件的重叠网格技术对高速动车组驱动齿轮箱内部流场进行仿真.结果 表明:当大齿轮正转时,受螺旋方向的影响,车轮侧各轴承进油量大于电机侧轴承进油量;当大齿轮反转时,各轴承进油量受螺旋方向的影响较小;随着初始注油量增加,各轴承进油孔的质量流量也增加;齿轮箱内部流场达到稳态时,内部压力总体上较为平均,仅啮合区存在局部高压区与负压区.研究结果对齿轮箱润滑流道结构设计具有指导意义.     

基于CFX的气路通道对气体扩散混合效果的影响研究

以标准k-ε湍流流动模型和理论计算为基础，利用CFX软件模拟两个容器间气路通道在设计工况下的内部流场分布以及流量特性参数，并通过分析气流流场和流速状况来研究不同气路通道对容器间气体扩散混合效果的影响，最后通过实验验证数值模拟分析的结果。结果表明通道内密封分岔通道和直角弯内侧位置会形成紊流，影响整个通道内流体流速；通道截面积相同时，流速越快，混合均匀时间越短。     

聚碳酸酯液液分离器进料构件的流体力学模拟

测定了聚碳酸酯(PC)物料电导率随水油相体积比的变化,确定生产中物料为水包油型乳液,即分散相为PC胶液,连续相为水。采用F1uent商用软件对液液分离器内部流场进行了数值模拟,通过得到的分离器内部流线分布和轴向速度标准偏差分布,考察了不同进料口位置、挡板位置以及不同整流构件尺寸对液液分离器内部流场的影响。研究发现,进料口位置为中部,挡板位置距离进料口为50mm,整流构件开孔率为40%,长度为150mm时,分离器内的流场质量最佳,为液液分离器进料构件的进一步优化研究提供了参考。     

燃烧机构内部流场的数值仿真和方案优选

为优化燃烧机构的结构设计,用FLUENT建立某燃烧机构内部流场数值仿真模型;针对进口流量和出口直径参数各取3个不同的值,组合成9种方案仿真内部温度场和压力场分布;通过比较不同方案的内部温度场及压力场仿真结果,优选出合适的方案. 仿真结果与试验结果较为吻合,说明采用数值仿真方法可为燃烧机构方案设计提供参考.     

双层桨搅拌浸出槽固液两相流场的数值仿真

在石煤提钒搅拌浸出槽的研究中,针对双层桨搅拌浸出槽固液悬浮特性以及混合浸出效果进行了研究.由于实验成本大、操作困难,提出了数值仿真的方法.运用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对石煤提钒搅拌浸出槽进行流场仿真,用GAMBIT建立流场实体模型,采用k-ε湍流模型以及多重参考系法(MRF)处理搅拌桨区.探讨了双层桨同向旋转和双层桨异向旋转两种情况下的搅拌效果,结果表明在相同的情况下,双层桨异向旋转时湍动能分布更为合理,并且能够缓解底部沉积,搅拌混合效果更好.仿真结果对于研究搅拌反应容器内部流场规律,进而对搅拌反应容器的结构优化和浸出率的提高具有一定参考价值.     

车用柴油机颗粒收集器收集特性的仿真分析

研究提高旋风式分离器优化效率问题,通过深入分析旋风式分离器的工作原理,设计了一款能有效降低柴油机颗粒排放的旋风式颗粒分离器。利用CFD软件对设计的旋风式分离器针对不同直径的柴油机排放颗粒的内部流场进行了仿真计算,研究旋风式分离器出口处的流场分布情况以及柴油机尾气颗粒直径的变化对压降和收集效率的影响关系,研究表明颗粒直径的变化对压降的影响很小,对收集效率影响较大。通过数值仿真,为设计旋风式分离器优化匹配柴油机提供了参考。     

高速燃油离心泵内流场分析和气蚀过程仿真

采用混合两相流模型和气蚀模型,采用两种网格技术多参考系模型和滑移网格模型对某型航空发动机高速燃油加力离心泵内流场和气蚀过程进行了二维数值仿真.首先使用多参考系模型得到稳态非气蚀流场,然后作为初始条件引入滑移网格技术同时加人气蚀模型对气蚀全过程进行了瞬态仿真.不仅良好地模拟出泵腔内空泡初生、发展、消失的瞬态全过程,同时发现了稳定的瞬态压力场和气泡体积分数场的周期性发展规律,并揭示这一规律由排出管引起.详细分析了气蚀易发生位置的空间分布,排出管对气蚀发生的影响,高度空化流中蜗室出口壁面处气蚀破坏及其成因.仿真结果与实物气蚀破坏情况符合良好,对认识高速离心泵内燃油流动,预测并克服气蚀发生有指导意义.     

不同气液流量下喷射器内液滴特性分析

单重态氧是氧碘化学激光的能量来源,其反应生成效率直接影响COIL输出的激光功率和光束质量.单重态氧的反应生成效率取决于气液接触面积,喷射式单重态氧生成器的气液接触面积与喷射器内的液滴分布有关.本文利用商业计算流体力学软件.Fluent 6.3,对喷射式单重态氧发生器内不同气液流量情况下的液滴直径、速度分布规律进行模拟.模拟过程主动流体为水,被动流体为氯气和氦气的混合气体,通过模拟得出了不同气液流量情况下,喷射器内液滴的直径、速度分布情况.在液相流率不变的情况下,随气相流率的增大,喷射器内的液滴平均直径减小,平均速度增大,直径方差和速度方差减小,液滴直径和速度分布趋于集中,且变化趋势随气相流率的增大而减缓;当气相流率不变时,随液相流率的增大.液滴平均直径减小,平均速度增大,直径方差和速度方差都增大,液滴直径和速度分布趋于分散.     

空气质量流量传感器的内部流道建模与设计

对于空气质量传感器中的热电阻表面流场分布,需要设计一种合适的内部小流道,能使得热电阻表面的流场分布合理.选择流场湍流模型,仿真分析了直线形壁面和几种圆弧形壁面的内部小流道的流场分布,研究了它们的流场分布特性,确定了热电阻的安装位置.仿真结果表明:与直线形流道相比,圆弧形流道具有较好的同一水平方向的速度一致性和较小的垂直...     

带微型涡轮的旋转盘腔内流场的数值仿真研究

对带有反预旋喷嘴的旋转涡轮盘腔内部流动特性进行数值仿真研究.采用Gambit2.10软件创建计算模型,采用Fluent6.1软件计算求解3个转速下(50rpm、800rpm、1300rpm)旋转盘腔内部流场的分布规律.压力速度耦合方法采用SIMPLE算法,各参数的离散采用二阶迎风格式.数值仿真结果表明:在低转速(50rpm)下,主要由进气惯性力控制流场内部结构;在过渡转速(800rpm)下,进气惯性力和旋转效应共同控制流场内部结构;在高转速(1300rpm)下,主要由旋转效应控制流场内部结构.同时得到流场内部切向速度的分布规律.     

基于CFD的摆线泵进出油腔对容积效率影响的分析

为提高摆线泵的容积效率,优化泵内部的流场分布,减少回流和空化现象.利用CFD方法对摆线泵内部流场进行数值模拟,定量分析月牙状进出油腔对泵容积效率的影响.仿真结果表明,适当减小G0并增大F0可以改善泵的内部流场分布,提高容积效率.仿真结果可以为摆线泵的结构设计提供参考.     

雷诺应力模型对旋流器内流场的数值模拟

深入研究了液-液水力旋流器的流动机理和分散油相的流动特点及处理方法，用计算流体动力学（CFD）的数值方法，采用雷诺应力（RSM）模型对油水分离旋流器的内部流场进行了数值模拟。分析了旋流器内部的体积浓度分布，压力分布，以及切向、轴向和径向速度分布的规律，揭示了油水两相流的分离特性。并且在不同流量下，计算出了旋流器的流量一效率曲线，计算结果与实验数据吻合较好，从而说明该湍流模型和数值算法的可靠性，同时也为进一步研究水力旋流器的分离机理、流场特性以及结构优化设计提供了一条有效的途径。     

16升气升式环流反应器优化设计的CFD仿真研究

以16L内循环气升式环流反应器为对象,使用Fluent6.3软件对采用不同导流筒直径值的反应器中气液两相流动的过程进行计算流体力学仿真,研究导流筒直径变化对气升式环流反应器中气含率和循环液速的影响。结果表明,气体由反应器底部入口进入反应器后,气液混合物沿导流筒内部上升至反应器顶部,随后沿导流筒外部下降,形成反应器中的循环。增大导流筒直径在一定范围内能够提高反应器中的气含率,但同时也会造成循环液速的下降,并且给出了所涉对象中导流筒直径的最优取值区间。     

气液两相圆锥绕流的数值仿真

研究锥形物体在气液两相流场中动特性问题,对流场特性的影响和锥形物体自身的承载受力情况;采用CFD流体仿真软件FLUENT,用欧拉双流体模型结合Realizablek-ε湍流模型,对锥体在气液两相流场中的运动进行数值仿真.结果显示,在锥体尾部形成一组对称的回流涡,随着流体含液率的增加,主相空气相在中心轴线上的流向速度明显受到影响,尾涡变短,恢复速度变快;在绕流体的壁面上的流场的速度梯度会增大;同时绕流体周围的流场的压力梯度也会增大,湍动能和湍动能增量都会增大,与实验的结果基本吻合,验证了运用数值仿真的方法来研究气液两相锥体绕流问题是正确可行的.     

叶顶间隙对离心泵性能影响的数值模拟研究

离心泵的几何结构复杂,所以其内部流场也极其复杂并呈强烈的三维紊流特性,由于目前的理论水甲和实验手段的限制,只能依靠精确的计算机仿真,才能获得其内部流场的详细情况,以便进行设计和优化.为了研究叶顶间隙对叶轮内部流场及性能的影响,对闭式离心泵叶轮和有间隙的半开式离心泵叶轮共同进行了计算机仿真.在所得计算结果基础上详细对比分析了离心泵内部流场的特性,捕捉到了叶轮通道内部的二次流现象.结果表明:随着叶顶间隙增大,叶顶问隙泄漏流动会使叶轮性能下降,二次流强度增加.从而说明计算机数值模拟方法,可以弥补实验方法的不足,用来研究叶顶间隙流动的影响,为离心泵的水力设计和优化提供依据.     

颗粒物传感器结合DPF的数值模拟研究

漏电流式颗粒物传感器,在车载诊断(OBD)系统中被用于颗粒物捕集器(DPF)的失效监测,将颗粒物传感器和DPF结合起来进行研究,更具实际意义.利用计算流体力学(CFD)软件Fluent分析了DPF和传感器内部的流场分布,以及传感器内部颗粒物的运动和分布情况,并对DPF入口排气流速对传感器内流场分布的影响进行了探究.模拟结果显示:传感器内部流动性较好,颗粒物分布较为均匀,但迷宫式设计内仍然会有颗粒物沉积,需要定期进行清理;DPF入口流速对传感器内流场分布情况影响较小,主要对传感器内排气流速的大小影响较大.