铝液保温炉内气体搅拌过程的数值模拟

气体搅拌过程对倾动式铝液保温静置炉内铝液温度场与浓度场的均匀化有重要作用。针对某厂50t铝液保温炉,采用FLUENT软件对其中的气体搅拌过程进行了建模和数值模拟。结果表明,在所选取的计算基准工况下,气体搅拌30min后,围绕上升气泡的运动,铝液层呈现为垂直方向和水平方向的复杂漩涡运动,最大流速0.813m/s;铝液层内主体温差3℃,上表面最大温差10℃,远低于不考虑气体搅拌作用的计算结果,达到了工艺所需的温度控制范围。     

气液搅拌流场中不同通气结构的CFD模拟

使用数值模拟的方法研究了气液两相在同一种搅拌反应器、4种不同氧化喷枪结构的流场特点.采用Euler-Euler双流体模型,用RNG k-∈两方程湍流模型分析流场、多重参考系法处理搅拌桨区域,获得了不同氧化喷枪结构的流场气含率.结果表明:90°弯管带翼结构可以达到更好的搅拌效果,速度场更合理,气泡轨迹更理想,并且在典型平面上的气含率更高.     

泡沫金属制备过程中气体射流发泡过程数值模拟

应用Euler-Lagrange方法对制备泡沫金属过程中的空气射流发泡过程的两相湍流流动进行三维数值模拟。连续相液态金属铝液采用标准k-ε模型,而离散相气泡采用颗粒轨道模型描述。考虑气泡受力分析、气泡湍流扩散以及气液两相耦合对颗粒轨道模型的影响。模拟结果表明:相同气体体积流量下铝液的轴向速度沿径向方向有所增加;当气体体积流量为1.0L/min时气泡质量浓度分布不均匀度最小,从而有利于泡沫的收集。     

高剪切力下气泡聚并与破碎特性的数值研究

了解气泡在剪切力场中的聚并与破碎机理及生长与运动特性,对于气液搅拌槽中桨叶的优化设计具有重要意义。将欧拉-欧拉模型与群体平衡模型(population balance model, PBM)进行耦合,对不同剪切力下的气液两相流场进行求解,研究了剪切力、高剪切力下进气速度、气泡塔高度对气泡聚并与破碎的影响,并结合气泡的聚并与破碎模型对高剪切力下气泡的聚并与破碎机理进行了探究。研究表明,剪切力主要影响气泡的破碎,当剪切力较小时其对气泡破碎的影响较小,随着剪切力的增大其对气泡破碎的影响逐渐显著,使小气泡的含量大幅增多;高剪切力下进气速度、气泡塔高度对气泡的聚并与破碎的影响不明显。     

氧化喷枪布局对脱硫塔搅拌池空气分布均匀性的影响

为研究氧化喷枪布局对脱硫塔气液搅拌池空气分布均匀性的影响,对5种氧化喷枪布局中的气液搅拌池两相流场进行了数值模拟.结果表明:前置型和下置型布局增强了氧化空气水平方向运动能力,使其分布范围更广;下置型布局中氧化空气在搅拌池中停留时间更长,且氧化空气与搅拌射流混合后被打散成多股气流,分散程度更佳;下置型布局中气相体积分数大...     

水电机组推力轴承搅拌损耗计算方法

为较为准确地计算高转速水电机组高油位浸泡式润滑推力轴承的搅拌损耗,根据该类轴承的几何结构特点进行简化,推导出搅拌损耗计算的近似计算公式,分别通过近似公式和基于推力轴承高油位浸泡式油箱运行过程中的流场三维数值模拟方法来计算搅拌损耗。针对大型抽水蓄能机组推力轴承,计算了机组转速为120、210、270、350和500 r/min 5个工况下推力轴承的搅拌损耗,将数值模拟结果与近似计算值进行了对比分析。结果表明:搅拌损耗的大小与轴承转速正相关,转速越高,损耗越大;油系统循环管路进出口流量对搅拌损耗计算值的影响可忽略不计。数值模拟与近似公式计算的搅拌损耗在低转速工况偏差较大,二者的计算偏差随着转速的增高而降低。近似公式计算方法可用于推力轴承方案设计预估搅拌损耗,数值模拟方法可进一步用于轴承结构及几何参数的优化设计。     

水轮机尾水管设计的CFD分析与模型试验研究

现有水轮机尾水管的设计方法往往造成机组运行中的众多水力问题,为得到流态良好的尾水管,基于某电站机组设计实例,采取"模型构建—数值模拟—试验论证"的模式,利用分区域造型法构建了尾水管的三维流场模型,并在额定工况下进行CFD流场数值计算和水动力学模型试验。通过对比仿真和试验结果可知,二者的偏差在合理范围内。可见数值计算的参数设置基本符合实际运行条件,仿真结果的精度较高,流场性能良好。这为今后进一步探索尾水管的流场运动规律,奠定了基础。     

铝液反射保温炉燃烧与流固耦合传热数值模拟

考虑了流场变化对换热的影响,使用流固耦合方法,对某厂铝液反射保温炉内预混燃烧过程的整个流场和温度场进行了完全数值模拟。该方法对流场和铝液内换热进行了耦合计算,得出了炉内燃气空间和铝液的温度分布。同时计算分析了炉内温度分布的两个影响因素:助燃空气温度和过剩空气系数。研究结果表明:标况下的计算结果与实验结果比较吻合;采用提高助燃空气温度和增加过剩空气系数的办法来提高铝液的平均温度是有效的:助燃空气温度每增加1℃,铝液平均温度增加0.3℃;最佳过剩空气系数约为1.25。采用高温助燃空气和较大的过剩空气系数是一种较好的燃烧方式。     

单总管排气系统始端模件多维流场的测量与数值模拟

利用三维粒子动态分析仪，对一单总管排气系统始端模件稳态湍流流场进行了准三维测量，并用ＡＬＥ法对其流场进行了三维数值模拟。计算结果与试验结果吻合良好，反映了模件流场的三维特征。     

燃气轮机回流式燃烧室内两相流动数值模拟及分析

利用流体分析软件STAR—CD对某回流式燃气轮机燃烧室的内部流场进行了三维冷态数值模拟及两相流反应数值模拟。建立了燃烧室的三维计算几何模型及计算网格,计算了燃烧室的单相流场及喷雾两相流场。在计算中气相采用N-S方程求解,采用高雷诺数κ-ε湍流模型及SIMPISO算法;液相采用Lagrange法处理,采用颗粒群轨道模型。根据计算结果进行流动分析,为进一步进行燃烧室内部燃烧过程的数值计算分析及改善燃烧室的结构设计、降低排放奠定了基础。