应用CFD技术优化研磨机结构

应用CFD(计算流体力学)技术对一款新型研磨机结构进行优化,并针对3种不同结构设计了3个CFD方案。研究结果表明:通过仿真计算,直观获得了反应釜内研磨机周围的流体速率分布云图和流线轨迹;通过粒子示踪法,模拟了制胶原料在研磨机作用下的分布状态,预测了研磨机的分散效果,进而达到在实际胶粘剂制造过程中选择相对最佳研磨机核心部件的目的。     

基于SolidWorks Flow Simulation乳化头效果分析

应用SolidWorks软件的Flow Simulation插件对乳化头部件进行了计算流体力学(CFD)分析,模拟了4个CFD项目:(1)流体为水、转速3 000 r/min;(2)流体为一种高黏度流体、转速3 000r/min;(3)流体为水、转速6 000 r/min;(4)流体为一种高黏度流体、转速6 000 r/min。通过流体动力学仿真分析,获得了不同黏度的流体、不同转速下的流场运动分布速度云图及带矢量云图;通过粒子轨迹示踪法,直观地观察到物料粒子在乳化头作用下的分散效果。当流体黏度低时,提高转速可明显提高分散效果,而当流体黏度高时,提高转速对分散效果的改善并不明显。因此,CFD流体分析可为乳化头结构的优化设计提供有力的参考。     

应用SolidWorks Flow Simulation优化定子结构

应用Solid Works Flow Simulation软件对1款乳化头的4个不同定子结构进行了CFD(计算流体力学)分析,通过仿真计算,直观获得了釜内不同乳化头周围的流体速度分布云图和流线轨迹;通过粒子示踪法模拟了制胶物料在乳化头作用下的分布状态;最后在定子外围设定草绘面,并获取该面上的平均速度,以定量预测和对比不用定子结构的乳化效果。研究结果表明:通过CFD分析,可从4个方案中选择最佳结构的定子,从而达到优化定子的目的;在4个定子结构中,无顶梢且上宽下窄型出料口的定子具有相对最好的分散效果。     

基于“SolidWorks”软件的“Flow Simulation”插件选择分散盘

应用SolidWorks软件的Flow Simulation插件对胶粘剂制备过程中所需分散盘周围的流场进行了CFD(计算流体动力学)分析。研究结果表明:通过仿真分析,可直观获得反应混合釜内流体的速度云图和流线轨迹;采用粒子轨迹示踪法可模拟胶粘剂制造过程中原料在分散盘作用下的分布,并可有效预测3种不同分散盘对胶液的分散效果,以便于在实际胶粘剂制造过程中选择最佳的分散盘。     

应用“Flow Simulation”预测带孔分散盘的分散效果

应用SolidWorks软件中的Flow Simulation插件对反应釜内3种不同结构的带孔分散盘(孔数为0、2和4,均匀分布于盘上)周围的流场进行了CFD(计算流体动力学)分析。研究结果表明:通过仿真分析,可直观获得反应釜内分散盘周围的流体速度分布云图和流线轨迹;采用粒子示踪法可模拟制胶原料在分散盘作用下的分布状态,并可预测3种不同带孔分散盘对胶液的分散效果,有利于实际制胶过程中选择最佳的分散盘。     

应用智能CFD技术计算离心泵的工作效率

运用CFD技术,对离心泵流速、压力等进行了系统研究,有效地预测了离心泵转速与流体黏度、压降和工作效率的关系.因液态胶粘剂大多属于非牛顿流体,了解胶粘剂的黏度与流速等参数的关系,可以对离心泵的使用提供重要参考.     

基于CFD的排污管道过滤器数值模拟及结构优化

随着气田开采的深入,气井产出的气田水逐渐增多,水中杂质增加,导致天然气生产场站排污系统故障率高.为此,基于计算流体力学基本理论,对排污管道过滤器进行了优化设计.利用FLUENT软件,分析了倾角、长径比、滤层厚度、孔隙率对过滤器的处理效率的影响.模拟结果表明:当过滤器倾斜角度为60°,长径比为2.0,孔隙率为0.7,滤层...     

应用CFD技术优化进料球阀

应用Solid Works Flow Simulation软件对直口型、圆口型进料球阀的6个流体项目(0.5、0.75、1.00 kg/s直口型,0.5、0.75、1.00 kg/s圆口型)进行了CFD(计算流体力学)分析。研究结果表明:通过流体动力学仿真计算,获得了不同状态下的流场压力云图及速率云图;通过流线轨迹可直接观察到阀体内流体的运动状态;基于CFD分析结果,确定了适应实际需要的球阀及其内部的结构设计。     

膜乳化过程中流体流动对液滴受力和乳化效果的影响

分析了膜乳化过程中流体流动状况和分散相液滴的受力情况,以及二者的密切关系.在一定条件下计算了液滴所受的力,结果表明,表面张力引起的力、液滴内外静压差产生的力、平行于膜表面的流动曳力和运动浮力是主要的力;在此基础上,探讨了液滴的形成过程.实验考察了壁面剪应力和膜两侧压差与液滴平均直径及分散相通量的关系,结合受力计算讨论了分散相和连续相流动状况对膜乳化效果的影响.     

微乳化技术在纳米材料制备中的应用研究

微乳化技术在许多技术领域都具有潜在的应用前景。本文从纳米粒子制备的角度出发,论述了微乳反应器的原理、形成与结构,并对微乳液在纳米材料制备领域中的应用状况进行了阐述。     

锌溴液流电池通道的计算流体力学模拟

针对不同类型的锌溴液流电池通道,利用流体力学计算软件 FLUENT对流体的流动状态进行了模拟。结果表明,在相同流速条件下,直角通道和弯角通道流体的局部流速最大值都出现边壁突变处;在液流电池反应区,流体的局部流速和湍流程度的分布存在不均匀现象。通过改变进出反应区的分流通道数量和结构,可以使电解液在反应区流动均匀,改进整个流动体系的传质性能,进而使锌溴液流电池电堆的充放电性能得到提高。     

油-水旋流分离器计算流体力学模拟效果分析

油-水旋流分离器是一种新型的水力旋流设备之一。在石化等行业中显示出越来越广泛的应用前景。掌握旋流分离器内液体的流动特性对旋流分离器的应用是非常重要的。利用计算流体力学（CFD）软件对其流体的分析是分析方法之一。通过CFD对油-水旋流分离器内流态的三维数值模拟,发现这种研究方法存在一定的局限性和不完全性,如所采用的迭代次数就对液分离器的模拟效果有著明显的影响。     

柱式膜组件结构的CFD优化设计

采用Euler模型与多孔介质模型对不同结构的柱式膜组件内的流体流动进行了计算模拟。研究了曝气孔数目（开孔率为1.92%保持不变）与膜组件高度对膜组件膜丝填充区域内的气液两相分布、壁面剪应力、湍流黏度以及液相速度场的影响。计算模拟数据与实验结果吻合良好。计算模拟表明：通过减小曝气孔直径,增加曝气孔数目的方式能够促进气液两相流场与液相速度场的均匀分布,以及壁面剪应力与湍流黏度的增强;增加膜组件的高度,有利于增加单支膜组件膜面积的同时充分利用曝气擦洗过程中气液两相流对膜丝壁面进行高效的气擦洗。综合考虑膜组件的安装运输、膜丝通量分布以及能耗等因素,对于直径250 mm的膜组件采用曝气孔的直径为6.32 mm,数目为30个,长度在2~2.5 m之间为最优。     

催化裂化提升管进料区新型助流剂技术的CFD模拟

为改善提升管进料区气固两相混合状况、消除二次流对近壁面处返混的影响,提出了一种新型助流剂技术。该技术在边壁处形成一层助流剂“保护层”,可阻止进料射流与催化剂在边壁处过长接触。通过三维CFD模拟对比了3种助流方式（逆流式、顺流式、交叉式）对传统进料区催化剂与进料混合和边壁返混的改进效果,并对最佳方式下助流剂量做进一步的优化。结果表明,逆流式助流方式最理想,交叉式助流方式最差。合适的逆流式助流方式（如助流剂注入量为进料相总流率的15%时）可改善进料区催化剂与进料相混合,抑制二次流扩张,明显减弱近边壁处（|r/R|>0.9）返混强度。     

SIMULATION OF A TWO PHASE FLOW BY CFD: ANALYSIS OF THE COMPUTATIONAL METHOD

When using a Computational Fluid Dynamics (CFD) code for the simulation of a two phase system, special attention must be given to the solution procedure. Fluid dynamics in CFD codes are obtained by iterative computations, and criteria must be established to decide the number of iterations needed to obtain a convergent solution under certain defined conditions. In this work, the predicted liquid and gas flow patterns obtained in the simulation of hydrodynamics in bubble columns are analysed throughout the computational process, and the effects of some parameters affecting the computation are studied (dimension of the grid, working conditions, scale-up, relaxation used in the calculations, free surface performance). It was found that each of these parameters affects considerably the solution procedure (though in a different manner) and therefore no general criteria can be established to decide the number of sweeps necessary for a certain simulation. It is concluded that every simulation should be analysed individually each time the conditions are changed. This analysis clearly helps to understand the reliability of CFD predictions in complex systems.     

一种新型浮选柱的数值模拟及性能研究

自主研制了一种新型多级规整填料浮选柱,应用计算流体力学软件FLUENT6.3.26进行数值模拟计算,对其内部的气液两相流动进行了考察,采用了欧拉-欧拉多相流模型,对气相的模拟采用单一气泡尺寸,液相湍流采用了标准k-ε模型,两相之间的动量传输仅考虑曳力作用。通过模拟,获得了不同实验条件下浮选柱内部的气液速度场分布、气含率分布等,对部分模拟结果进行了定量比较。结果表明随着气相流量的增大,浮选柱内部气含率增大,液体循环速度增大,从而气液之间混合更加充分,这对于提高浮选柱的分选效率和设备的放大有重要意义。在唐山钱家营开滦煤矿选煤厂进行了以其煤浆为原料的浮选性能的测试,在气体1.25 m³/h,进料0.05 L/h条件下20 min停留时间获得了精煤灰分10.28%,尾煤灰分43.39%,精煤产率52.53%的指标,与该厂浮选精煤灰分10.58%相接近。     

导流件和叶轮强作用涡轮流量计的CFD仿真方法

分别采用多重参考坐标系（MRF）方法和滑移网格方法,对导流件和叶轮强作用的涡轮流量计内部流场,进行了计算流体力学（CFD）仿真,并计算了仿真仪表系数。结果表明：采用MRF仿真方法时,仿真模型中导流叶片和叶轮叶片的相对位置对仿真结果有较大影响;采用滑移网格方法对涡轮流量传感器内部流场进行仿真更合理,仿真仪表系数和线性度与实验结果相比更准确。     

Multiphase CFD Simulation of a Solid Bowl Centrifuge

This study presents some results from the numerical simulation of the flow in an industrial solid bowl centrifuge used for particle separation in industrial fluid processing. The computational fluid dynamics (CFD) software Fluent was used to simulate this multiphase flow. Simplified two‐dimensional and three‐dimensional geometries were built and meshed from the real centrifuge geometry. The CFD results show a boundary layer of axially fast moving fluid at the gas‐liquid interface. Below this layer there is a thin recirculation. The obtained tangential velocity values are lower than the ones for the rigid‐body motion. Also, the trajectories of the solid particles are evaluated.