低钠光卤石颗粒两相流流量在线计量系统

针对钾肥生产工艺中低钠光卤石颗粒下料管内有物料板结、易堵塞及物料多相流混合等影响测量的因素，且被测量的矿料还具有腐蚀性和研磨性，传统的测量方式无法稳定可靠地测量出其实时进矿量，采用非侵入式双截面电容传感器设计了一套气固两相流流量在线计量系统，此系统能够测量出低钠光卤石颗粒的实时流量，根据流量控制加水量来稳定矿水比，从而提高低钠光卤石的利用率，此计量系统重复计量误差小于5％。     

基于DSMC-CFD方法的气固两相流冲蚀预测研究

目的 研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响。方法 使用Eulerian-Lagrangian方法，将气相作为连续相，通过Navier-Stokes方程求解，颗粒平移运动由离散相模型（DPM）求解。颗粒间碰撞运动采用直接模拟蒙特卡罗（DSMC）方法进行模拟，用少量采样颗粒代替真实颗粒计算颗粒间碰撞，碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定，碰撞过程遵循颗粒间碰撞动力学模型，采用Grant-Tabakoff随机颗粒-壁面碰撞反弹模型，计算颗粒与壁面的碰撞运动。将颗粒运动信息导入5种不同的冲蚀模型，并将计算与未计算颗粒间碰撞的冲蚀预测模拟结果与实验数据进行对比。结果 颗粒间碰撞位置主要分布在90°弯头外拱侧的颗粒高浓度区，随着颗粒质量流量的增大，颗粒碰撞次数增加，且直管段中碰撞次数占比增大。随着入口速度的增大，颗粒碰撞次数减少。使用DSMC-CFD方法计算的最大冲蚀位置沿弯管外拱轴线向高角度方向偏移，且数值比忽略颗粒间碰撞的CFD方法约低5%~15%，总冲蚀率则两者区别不大。结论 引入DSMC方法计算颗粒间的碰撞，可以节省大量算力。弯管处发生颗粒间碰撞，DSMC-CFD冲蚀预测方法更符合实际，使用DSMC-CFD方法的Oka模型与实验测得值最贴近。     

喷入颗粒与气相快速混合数值模拟

为解决化工领域内气固反应器入口2相混合不均造成反应效率较低的问题,设计了1种气固相快速混合的装置,并通过FLUENT软件,采用RNG k-epsilon模型、simple算法,模拟了该装置应用于循环硫化床反应器时的非稳态气固相混合效果,并将模拟结果和已有实验或模拟研究结论进行了对比。结果发现,颗粒沿锥型钝体下滑,可快速布散在整个截面,实现气固相快速混合;整流罩外测流动有利于加强壁面气流流速,破坏流化床内的环核流动,提高颗粒轴向混合;整流罩内侧流动绕流钝体加速气固相扰动,增强气固相传质。     

多喷嘴对置式气化炉内气固两相流动与炉壁的颗粒捕捉特性

对多喷嘴对置式气化炉内复杂的气固两相流动与炉壁的颗粒捕捉特性进行三维数值模拟。应用Euler-Lagrange模型模拟气固两相流动,采用Realizable k-ε湍流模型计算炉内气相湍流流场,颗粒轨迹跟踪采用随机轨道模型。模拟结果与冷模测试数据吻合,且流场与热模实验现象一致,壁面捕捉颗粒平均粒径与热态水煤浆气化实验数据吻合。工业规模模拟结果表明,壁面捕捉的颗粒平均粒径呈现一定的规律性,存在两个极大值位置,分别在喷嘴平面下方0.2 m及上方2.8 m处,在喷嘴平面上方,壁面捕捉颗粒粒径随颗粒密度的增大而减小;颗粒沉积能基本覆盖整个炉膛内壁,颗粒在撞击流股作用下在喷嘴平面上方1.8 m及下方1.9 m处沉积量最大;缩短喷嘴上方直段高度将影响炉内流场,拱顶对撞击流股产生一定的限制作用,使其变短变宽,并且使拱顶捕捉颗粒粒径增加,颗粒沉积速率增加。     

基于CPFD 的V型选粉机内气固两相流的数值模拟

V型选粉机是水泥厂粉磨系统中重要的选粉设备,研究其内部气固两相流动规律对提升粉磨系统性能具有重要意义。采用计算颗粒流体力学（Computational Particle Fluid Dynamics, CPFD）方法对V型选粉机内部颗粒运动轨迹和流场信息进行数值模拟分析,对比两种型号的选粉机以及其阀门全开和阀门全关两种工况下的气固流动特征。结果表明：关闭阀门时,选粉机选粉效率增大,阻力也增大;型号Ⅰ选粉机的进风口和布风区,以及型号Ⅱ选粉机的进料口都有优化改进的空间。研究结果可为后续V型选粉机的设备选型、结构和工况优化提供参考依据。     

高低并列式重油催化裂化汽提器挡板的结构优化

催化裂化汽提器的汽提效果对装置产品收率、能耗和长周期平稳高效运行有重要影响。高效的汽提器不仅可以提高轻质油品的收率、改善产品分布,更能降低再生器的烧焦负荷、减少催化剂的水热失活。当前常用的汽提器主要呈现两种结构形式,其一为填料结构汽提器,该汽提器空间利用率和汽提效率很高,但填料容易被焦块堵塞,不易清理,因而不适宜于重油催化裂化装置;另一种汽提器为挡板结构汽提器,该汽提器结构简单、汽提效率高、运行周期长,应用非常广泛。开孔挡板结构汽提器作为挡板结构汽提器中应用最广一种,其挡板区内气固流动特征及流场分布特点目前还研究较少,同时受实验条件和测量方法的限制,工业尺度开孔挡板结构汽提器更是鲜有研究报道。本研究将运用双流体模型结合分段曳力模型对一套工业规模催化裂化装置的锥环形挡板汽提器进行模拟,考察其流场特点和气固流体力学行为。发现模拟所得床层密度与工业实测值能较好吻合。模拟结果表明：挡板区内蒸汽并不严格呈“S”形穿过各块挡板向上流动,相邻环形挡板0.85相似文献   

真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响

目的真空度直接影响着真空冷喷涂时气体流动特性和颗粒撞击速度,研究真空度对气体和颗粒流动特性的影响。方法确定真空冷喷涂系统结构,采用FLUENT软件进行真空冷喷涂气固两相流研究,通过数值模拟研究真空度对流场和颗粒撞击速度的影响,并研究相同压力比下的气固两相流特性。结果当入口压力一定时,喷管内的气体轴线速度、密度和温度与环境压力大小无关;而在射流区,环境压力越小,则气体轴线速度波动越小、密度越低,但到达基板后的气体温度均接近喷管入口温度。环境压力对大粒径颗粒的撞击速度影响较大,颗粒撞击速度随环境压力增大而先增后减,最佳环境压力可根据气相云图和气体密度来确定。当进出口压力比相同时,喷管内和射流区域内的气相速度云图基本相同,气体轴线速度曲线基本重合,而基板前的颗粒速度不同,此时环境压力越低,颗粒速度越高,越有利于形成涂层。结论采用计算流体动力学分析方法厘清了真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响,为涂层制备奠定了理论基础。     

矿用离心风机稳态流场磨损仿真研究

为了研究高粉尘浓度下的矿用离心风机关键部件磨损情况,根据气相流体基本方程、颗粒相基本方程以及磨损经验公式,建立离心风机气固两相流磨损模型,采用FLUENT软件对离心风机在高粉尘环境下的工作情况进行仿真,获得并分析了离心风机关键部件的压力分布情况以及表面磨损情况,为改善叶轮的磨损情况、提高离心风机的可靠性和使用寿命提供了理论依据。     

双级雾化快凝磁性磨料制备工艺系统的研制

为了获得混粉雾化快凝中的工艺参数,制备性能优良的球形磁性磨料,提高制备工艺系统的稳定性。通过对雾化快凝工艺的分析,设计了双级雾化器、设计了气力送混粉装置与控制系统、设计了雾化水冷室的结构与冷却供水系统。通过FLUENT流体分析软件,对双级雾化器在不同压力配比下的数值分析,模拟出在上级雾化压力为1.2MPa、下级雾化压力为2.5MPa时得到均匀的速度流场,保证雾化过程的持续性。在现有设计的基础上,通过实验验证了上述设备与工艺参数准确性,制备出了陶瓷硬质磨料颗粒牢固地镶嵌在铁基体表层的球形磁性磨料。     

无动力抑尘转运站结构中的气固两相流分析

基于CFD-DEM耦合方法对新型无动力抑尘转运站中两相流运动进行数值模拟,以优化转运站系统的结构,提高系统的抑尘能力。得到转运站中煤粉颗粒及气体在任意时刻的运动特征:包括煤粉颗粒运动形态、气流速度云图、气体流动轨迹。计算结果表明:无动力抑尘转运站结构中能形成稳定的旋涡气流场,这能有效地将细小的燃煤粉尘颗粒束缚住,防止粉尘的四处逃逸;在布置了挡帘的结构中,一部分旋涡气体与挡帘作用后回流,回流气体能进一步减小气流的速度,且含尘气流有更多的时间与挡帘和物料接触,从而使粉尘进一步沉降。