煤粉在水平管道输送过程中的数值模拟

通过数值模拟的方法,分析研究了煤风速度与煤粉在水平管道中的输送规律,目的是确定煤粉在水平管道内均匀输送不发生沉积的煤风速度。因为煤风速度过高,管路阻力增大,能耗和磨损都会增大;煤风速度过低,不能形成气力输送,导致煤粉在管道内沉积。通过模拟结果分析得出如下结论:当煤风速度大于25 m/s,煤粉可在管道内均匀输送;当小于25m/s时,煤粉将在管道内发生沉积,不利于煤粉的输送。该数值模拟分析结果可为煤粉在水平管道中的高效输送提供参考依据。     

不同曲度下90矩形弯管内部流场数值模拟研究

为了研究90°矩形弯管在不同曲度下的内部流场情况,以Gambit构建管道模型,使用Fluent软件、采用Standard k-ε模型对R/a=1.05～4.55曲度范围内的矩形管内空气的流动进行了数值模拟计算,分析了管内静压强和速度分布、漩涡产生的部位及强度、局部损失系数以及管道弯曲部分的受力情况,探究了弯管后二次流的持续发展情况以及增加导流板对减小局部损失系数的作用.研究结果表明:随着弯管曲度的增大,进口截面压强下降,局部损失系数降低,流体对弯管的作用力增加,弯管后二次流的影响范围增大;增设导流板后,管内压强和速度分布更为均匀,二次流强度减弱,局部损失大大减小.     

上游弯管对超声波流量计精度影响及整流设计

针对上游弯管流场变化对超声波流量计测量精度的影响,利用CFD对测量管道内部流场进行数值仿真模拟,并设计整流器改善由弯管导致的明显的二次流和涡流等情况,以减小超声波流量计测量误差。研究对象为基于时差法的DN15超声波液体流量计,流量范围在0.1～1.5 m~3/h内,上游弯管与流量计之间测试直管段距离为2～20D。对比超声波流量计加装整流器前后测量误差,通过实验结果验证,未整流时流量计随着直管段越短测量误差越大,安装的整流器可以改善管道内流场的速度分布,将直管段长度缩短为10D,提升超声波流量计测量误差满足在±1.5%以内,验证了数值模拟的正确性,对工程实际应用具有一定指导意义。     

煤液化多相流输送弯管冲蚀磨损数值研究

针对煤液化中液-固两相流输送过程造成管道系统的冲蚀磨损失效问题,以90°圆形截面弯管结构为研究对象,采用标准k-ε湍流模型、颗粒轨道模型和冲蚀磨损模型,对弯管内的流动特性和壁面磨损率进行数值计算。研究表明,靠近弯管背部的流场速度高于腹部,粒子向背部聚集,导致背部的冲蚀磨损较其它部位更为严重。因此,实际管道系统中的弯管背部应为定点测厚重点监测区域。     

三种整流滤网在90°吸引管道中的流动分析

介绍纺织吸引设备始端的90°圆截面吸引弯管中三种不同整流滤网型式,通过将它们分别装配管道后进行内部流动数值模拟计算,并分析比较了内部流场分布状况,得到了最佳型式的整流滤网可以使吸引具有最高的流速,能限制二次流和减少回流区,以及在吸引压头上创建均匀的速度分布。这也为管道整流滤网的选择提供了可靠依据。     

水平弯管盐泥流动磨损仿真分析

盐泥为工业制盐流程中卤水净化工艺后产物，盐泥随意排放不仅污染环境，也会对资源造成极大浪费，需对盐泥进行无害化资源化处理。盐泥为固液两相流流体，对盐泥的无害化资源化处理需要管路的输送，为了探究盐泥在弯管中流动时对管道的冲蚀磨损速率，利用Fluent仿真软件对其进行分析。选用RNG k-?湍流模型和DPM模型，盐泥对弯管的冲蚀模型和颗粒碰撞恢复模型采用E/CRC冲蚀磨损模型和Grant and Tabaoff壁面碰撞恢复函数，考虑液固两相之间的耦合，对盐泥在水平弯管中的流动进行研究。研究结果表明：盐泥对水平弯管弯头压力分布场呈现为外侧压力大、内侧压力小，而速度分布场则与压力场恰好相反。盐泥颗粒与弯管内壁发生首次碰撞的部位在弯头外侧的出口段，一些颗粒还会发生多次碰撞。弯管内壁存在冲蚀磨损弯，弯头外侧磨损速率显著大于弯头内侧，而且磨损最严重的部位发生在弯头出口20°附近。     

基于大涡数值模拟的磨粒流流场仿真分析

针对磨粒流在非直线管类零件中磨削效果受速度影响及磨削不均匀的问题,应用流体力学软件Fluent,采用Eulerian-Eulerian（欧拉—欧拉）固-液两相流大涡模拟湍流模型与SIMPLE算法,对不同入口速度条件下U型管内磨粒流的流动状态进行了数值模拟研究。对比分析了6种不同速度入口条件下的静态压强、壁面剪切力以及湍流粘度的分布,并分析了入口条件不变情况下的速度分布矢量图和U型管不同位置的速度分布截面图。研究结果表明,增大磨粒流的入口速度有利于提高其对U型管内表面的磨削效果,且在U型管的入口段部分磨削效果较均匀,在弯管部分的0°~30°截面间对内侧壁面的磨削效果要好于外侧壁面,在弯管部分的60°~180°截面间以及在出口段部分,对外侧壁面的磨削效果要好于内侧壁面。     

基于oldroyd-B本构模型的磨料流加工壁面滑移仿真分析

基于oldroyd-B粘弹性本构模型,应用POLYFLOW软件对流体磨料在圆管中的壁面滑移状态进行了模拟仿真。将得到的圆管中流体磨料的压力值与磨料流加工机床上测试点的压力值进行比较,得到二者的相对误差不超过5%,验证了模拟仿真的可行性。通过仿真可知,流体磨料在工件壁面上的滑移存在速度临界点。通过比较不同管道入口流量、流体磨料黏度和壁面滑移系数对壁面滑移速度的影响可知,当管道入口流量越大、流体磨料的黏度越高,以及壁面滑移系数越小时,加工过程中的壁面滑移速度越大。     

非光滑管道壁面减阻性能研究

旨在研究不同非光滑管道壁面流体摩擦阻力特性差异。基于仿生学原理和平板边界层理论,设计凹坑型、凸起型和波浪型3种非光滑管道壁面造型;采用数值模拟方法揭示不同非光滑管道壁面形态对流体摩擦阻力的影响规律;针对减阻性能最佳的凹坑型非光滑管道壁面,探索不同排列方式与流体减阻性能的关系。计算结果表明:凹坑型非光滑管道壁面沿程阻力系数最小,相比基准管道壁面模型其减阻率可提高35.57%;均匀排列方式的管道沿程减阻效果最显著。研究可对管道内壁面基于纹理减阻提供一定的参考依据。     

弯管流动阻力数值仿真分析

为了找出弯管的压力场和速度场的变化规律及其影响因素,通过改变管道直径,折弯半径,折弯角度以及管道长度等控制参数,应用计算流体力学(CFD)方法对弯管进行了三维数值模拟,并由此分析了平面"之"字型弯管中间段相对长度L4/d对管路压力损失的影响。     

三角凸槽型换热管的流场分析

在换热器管道的壁面上布置三角凸槽可以有效地增强管道换热效果。通过对三角凸槽型换热管传热过程的分析,找到其传热机制及传热原理,并运用ansys仿真软件对含三角凸槽的圆形截面管道进行数值模拟,采用k-epsilon模型和simple算法求解管道的流场分布情况。结果表明:增加三角凸槽几何结构改变管道内部速度场、压力场的分布,低速区、高压区的存在增大了流体的紊流强度,对换热效果有一定影响。当三角凸槽的体积增大时,低速区、高压区的范围也随之增大,管道换热效果也会进一步提升。     

通风管道90°弯管Z型组合局部阻力相邻影响系数的实验与数值模拟

利用试验和数值模拟手段,对90°弯管Z型组合进行了研究,分析了管道中压力和速度分布,对相邻影响系数随弯管间距离变化规律进行总结,对原因作出分析,为矩形90°弯管Z形组合的相邻影响规律的研究和预测提供了依据。     

基于STAR-CCM+与ABAQUS的排气歧管流场及热应力分析

基于STAR-CCM+与ABAQUS软件,对排气歧管的稳态流动进行了数值模拟,计算各歧管流动压力损失、压损不均匀度、出口端面速度均匀度。采用流固耦合方法计算排气歧管的温度场及热应力,首先利用STAR CCM+对流体进行稳态计算,利用同时进气法计算流场温度分布和壁面对流换热系数,将流场外壁面热边界条件映射至排气歧管固体内壁面,固体外壁面的热边界条件对流换热系数和环境温度设定为定值,采用ABAQUS软件计算排气歧管的温度场和热应力。     

弯管流动的非均匀性及其整流

利用RSM湍流模式和贴体无结构网格,对三维弯管的流动进行了数值模拟,并利用三维激光测速仪(LDV)对流动进行了测量,数值模拟的结果同试验吻合较好。针对流动的非均匀性提出了双环结构的整流装置,并对该整流装置进行了数值模拟和试验,表明该装置能对气流进行很好的整流,使流动在弯管下游很快变得均匀和稳定。     

基于Fluent的气力输送弯管磨损分析

利用Fluent软件对气力输送中弯管磨损情况进行数值模拟,分析了物料颗粒粒度、气流速度以及弯管弯曲半径与管道内径比值(弯径比)三方面因素对弯管磨损的影响。结果表明,弯管最大磨损率位置位于入口端直管纵向对称面与弯管的交线附近,最大磨损率随颗粒粒度和弯径比的增大而减小,随气流速度的增大而增大,并以此为依据提出了应对弯管磨损问题的方案,对气力输送技术的发展具有一定的参考意义。     

基于Fluent的煤粉燃烧器风管流场数值模拟与分析

利用Fluent软件对煤风管道内气-固两相流进行模拟仿真,通过观察固体颗粒运动轨迹,对管道内冲蚀磨损进行研究分析。利用RNG k-ε湍流模型和拉格朗日离散相模型对燃烧器煤风管道内煤粉颗粒-空气两相流场进行耦合数值模拟,对比分析了输煤管在不同角度α时的流场特性和颗粒运动轨迹,发现当α≤15°时,管道壁面冲蚀磨损率有所降低;管道中除了存在冲蚀磨损,同时还伴随有摩擦磨损。通过对计算结果的分析和讨论,发现燃烧器设计的不合理因素,对煤粉燃烧器结构改进和相关参数优化有一定指导意义。     

消防水炮流道优化设计及仿真实验分析

消防水炮流道结构对射流性能有较大影响,并直接决定现场消防灭火效果。为了提高消防水炮的水力学性能,在传统U型消防水炮炮身结构基础上,采用新的整流段设计方法和弯管中安装隔板的方式对消防水炮炮身流道结构进行了优化设计。建立了2种新的消防水炮流道模型,并利用Fluent软件对所设计的炮身结构进行了流场仿真,通过分析流道壁面的压力分布及出口速度分布情况,表明改进后的消防水炮流道结构可以减少能量损失,对提升消防水炮水射流性能有很好的效果。实验结果证明采用该设计方法达到了优化结构的目的。     

低温省煤器入口联箱工质流动分析

不同结构来流管对联箱内工质流动影响较大,对运行经济性及设备安全意义重大。利用Fluent软件对直管来流与弯管来流的流动对联箱内部流动的影响进行研究,在不同入口工况0.60,0.66,0.72,0.78 m/s下,采用k-εRNG湍流模型,对比联箱中心截面速度分布,根据各支管平均出口速度Vi、支管压降Δpi分布和轴线X方向分速度Vx大小进行分析。结果表明,弯管来流的流动较为单一,主流冲击联箱壁面情况较少,在不同的工况下,弯管来流的支管速度不均匀性仅为直管的44%左右,采用弯管来流能够明显提高联箱流量分配的效果。     

充填输送管道冲蚀磨损分析

为研究高体积分数固-液两相流对输送管道的冲蚀磨损程度,采用计算流体力学（CFD）和固液两相流理论,建立冲蚀磨损及流场模型,采用欧拉模型中的稠密离散相模型（DDPM）,利用Ansys中的流体动力学模块,对输送管道中的颗粒流场特性和颗粒对管道的冲蚀磨损进行分析。结果表明,入口速度较低时冲蚀主要集中在水平管靠近出口附近,随着入口速度的增加,冲蚀区域逐渐移到弯管附近,且管道的最大冲蚀量有降低的趋势;冲蚀率的大小既与冲蚀速度有关,也与颗粒体积分数有关,当两者符合一定关系时,冲蚀率达到最大。     

基于FLUENT的制冷系统管道磨损研究

制冷系统在长期运行过程中,由于压缩机运行过程中轴等结构件的磨损、润滑油的烧结等情况的存在,使得制冷剂工质在管道内部运行过程中掺杂一定量的杂质,对管道产生一定的磨损。本文利用DPMErosion模型,模拟倒U型压缩机排气管道内杂质颗粒在不同的气体速度和固相浓度情况下对管壁造成的影响,同时对磨损位置进行研究分析。结果表明:管路磨损集中在几个弯头外侧面位置,需对磨损位置进行重点保护;在合理速度范围内,随着气体速度增加,管路磨损程度呈先上升后下降的趋势;随着空调系统长时间运行,杂质浓度增加,磨损程度加剧,可采用系统过滤装置或防磨弯管进行预防。