基于CFD技术的旋风分离器减阻性能研究

利用雷诺应力模型对旋风分离器气相流场进行数值模拟研究，在此基础上对安装在旋风分离器排气芯管下口的双进口螺旋减阻装置进行了研究，并通过与直径为205mm的Stairmand旋风分离器和直径为150mm的Bohnet型旋风分离器的试验数据进行比较，结果表明，减阻装置可以使排气管下口切向速度降低，内外漩涡交接面半径明显外移，合理改变旋风分离器内部压力分布，能有效降低旋风分离器的压力损失35％以上。研究结果还表明，旋风分离器数值模拟结果和试验数据吻合较好，应用计算流体动力学（CFD）来研究旋风分离器性能方便且可行。     

基于Fluent的旋风分离器气固两相流数值模拟

旋风分离器内部流场较为复杂,属于典型的三维湍流强旋流场,具有非线性、时变性等特点,而颗粒在旋风分离器内的运动则更为复杂。应用Fluent软件来对旋风分离器内气固两相流进行数值模拟研究,以期能够更加深入、更加全面地认识旋风分离器内部流动规律,进而实现模拟与工业应用的良好结合。     

基于离散相模型的旋风分离器内部流场数值研究

针对旋风分离器内部流场的研究,采用数值模拟的方法模拟了分离器内固体颗粒的运动轨迹。通过分析不同粒径及入口速度对旋风分离器内固相颗粒运动轨迹的影响,探索了颗粒在旋风分离器中运动的物理机理,随后对旋风分离器的灰斗长度进行了优化。结果表明:颗粒在旋风分离器中运动轨迹比较复杂,且同时受到入口速度和粒子半径的影响,相同粒径颗粒在不同入口速度下运动轨迹不同,且小粒径颗粒较容易受到入口速度的影响,旋风分离器在标准灰斗长度下的分离效率及分离性能最好。模拟结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

旋风分离器内速度场的数值模拟研究

为了研究旋风分离器内流场的运动状况,借助Fluent软件,采用大涡模拟,基于曲线坐标系的SIMPLEC算法,对切向入口的Stairmand旋风分离器内速度场进行三维数值模拟研究。通过数值模拟,得到旋风分离器内的切向速度、轴向速度及径向速度的分布规律,为今后充分认识和设计旋风分离器提供一些有意义的参考和理论指导。     

催化裂化旋风分离器壳体开裂原因分析

旋风分离器是一种利用离心力将气相中的固体颗粒分离出来的设备。由于其结构简单,操作方便,被广泛用在各行各业。在石油化工行业的催化裂化装置中,旋风分离器虽然结构简单,但其重要性却无可比拟,可以说是整个催化裂化装置的心脏。旋风分离器的运行状态,直接决定装置能否长周期运行。而催化装置一般都是各提炼厂的上游装置,因此,催化装置的长周期运行直接关系到提炼厂的经济效益。运行阶段重点维护,当旋风分离器运行状态有问题后,通过晶相分析等手段来寻找原因。目前国内常用的旋分器材质有碳钢、铬钼钢和不锈钢,使用周期8～9年。结合催化裂化装置沉降器旋分器的失效现象,取样进行金属晶相分析,探讨旋分器失效原因及长周期运行措施。     

旋风分离器内随机运动颗粒的受力及结构设计分析

通过对旋风分离器内固体颗粒随机运动的受力分析,提出了颗粒在分离器内精确运动轨迹是由确定性的径向力、轴向力以及不确定性的随机力所决定,并分析了颗粒存在的随机因素,为了减少随机力对分离的影响,分析了结构设计采取的措施,这给旋风器设计提供理论依据,对提高旋风分离器的分离效率具有十分重要的意义。     

炼油装置旋风分离器结构的CFD优化

旋风分离器在炼油装置中的应用极为广泛,对旋风分离器的结构进行优化,使之达到最佳的操作性能是研究人员一直努力实现的目标。采用CFD软件分别从排气管直径、排气管插入深度、筒体圆柱段长度等多个方面来对炼油装置中的某个旋风分离器结构进行优化,以便能够提高旋风分离器的性能。     

电石渣旋风分离器的设计及仿真

采用旋风分离器分离提纯电石渣中Ca(OH)2,设计了符合电石渣特性的旋风分离器,并使用Fluent软件平台,采用雷诺系数模型(RSM)以及DPM模型,对分离器内部流场进行仿真模拟,分别从速度、压力、湍流强度等方面分析。结果表明:以临界粒径为切入点,设计的旋风分离器,内部具有稳定的流场;在不大于46μm区度范围内,电石渣Ca(OH)2含量较高的颗粒可以得到集中收集,而大于46μm含杂质较多的电石渣颗粒得到集中处理;使用旋风分离器能够提纯出电石渣中的Ca(OH)2,以及达到预期的提纯目的。     

PV型旋风分离器减阻杆减阻性能的试验研究

在PV型旋风分离器内加装减阻杆,可以大幅度降低旋风分离器的总压降.对比实验结果表明,加装减阻杆的根数不同,压降的降低幅度也不同,最大降低幅度达50%以上.结果表明加装一根减阻杆,可使旋风分离器总压降最大降低37.53%.     

减阻杆对螺旋型旋风分离器阻力特性影响的数值模拟

利用数值模拟方法对安装减阻杆和不安装减阻杆的螺旋型旋风分离器的流场进行了分析,结果表明,在旋风分离器筒体中心安装尺寸合适的减阻杆可以达到很好的减阻效果,如果尺寸不合适反而会增加旋风分离器的阻力损失,并通过对速度、压力分布的分析解释了其原因。     

喉管直径对旋风分离器性能影响的仿真研究

采用数值模拟方法研究了在普通Lapple型(d/D=0.5)旋风分离器气流出口处外加不同直径的喉管结构对于其流场及性能的影响.采用雷诺应力模型(RSM)模拟旋风分离器内的各向异性湍流,同时采用拉格朗日颗粒追踪(LPT)模型计算颗粒运动.结果表明,喉管直径能有效控制内旋涡的大小,从而影响旋风分离器的性能.随着喉管直径减小...     

PV-E型旋风分离器性能试验研究

在PV型旋风分离器流场和浓度测定的基础上，分析了影响分离性能的主要因素。通过采用分流型排气管、预排尘结构以及优化高径比等措施，开发出了一种压降更低、效率更高的PV—E型旋风分离器。冷态试验结果表明，与PV型旋风分离器相比，PV—E型旋风分离器的出口浓度和压降分别降低约10％和20％。PV—E型旋风分离器的优良性能也得到了放大试验和实际应用的证实。     

旋风分离器非稳态流场的简化分析

定性分析了非稳态旋进涡核在旋风分离器流场中的运动形式及其对流场的影响。按照涡丝在流场中产生诱导速度的原理，提出了旋风分离器流场中有旋进涡核存在时流场的计算方法，通过计算值与实测值的比较发现两者吻合较好。     

旋风分离器的气相流场的性能分析及数值模拟

采用CFD的专业软件FLUENT对旋风分离器的分离效率进行仿真计算。通过对旋风分离器内气相流场的模拟,观察其速度云图得出,在旋风分离器中心区域有一明显的气芯柱,且切向速度和轴向速度都具有较好的轴对称性;通过改变控制参数研究旋风分离器的分离效率,得出的结论是:当增大入口气体流量、提高颗粒相浓度将有利于提高旋风分离器的分离性能,粒径较大的颗粒分离效果较好。     

高压天然气田用旋风分离器内流场的数值模拟

对高压天然气田旋风分离器的内流场进行三维稳态数值模拟。将不同压力下的旋风分离器的内部流场进行对比,结果表明,压力对旋风分离器的轴向速度和径向速度的影响很小,但是对切向速度影响较大。旋风分离器的压降随着压力的增大而增大,基本成线性关系。在高压条件下,排气管的直径和入口面积对旋风分离器内流场速度的影响是比较有规律的。     

联动粉碎机组的改造

联动粉碎机组包含粗粉碎机、粗粉碎旋风分离器、细粉碎机、细粉碎旋风分离器、过筛等。针对该机组不足之处进行分析,并提出了技术改造方案。     

再生器旋风分离器系统开裂原因分析

对某石化公司炼油厂催化裂化装置中再生器内发生开裂的一、二级串联的旋风分离器系统进行了受力分析,并在有限元分析的基础上指出,导致一、二级旋风分离器串联处开裂的原因是一、二级旋风分离器吊挂结构承载不平衡,致使开裂处的应力超过了旋风分离器材料(1Cr18Ni9Ti)的持久强度而发生高温持久破坏。     

旋风分离器的安全性能分析及数值模拟

通过对旋风分离器内气相流场的模拟,观察其速度云图得出,在旋风分离器中心区域有一明显的气芯柱,且切向速度和轴向速度都具有较好的轴对称性。通过改变控制参数研究旋风分离器的分离效率,得出的结论是:当增大入口气体流量、提高颗粒相浓度将有利于提高旋风分离器的安全分离性能,粒径较大的颗粒分离效果较好。     

静电旋风分离器流场的实验研究

介绍了静电旋风分离器内的速度场和压力场的测试结果 ,并对此进行了详细的分析 ,指出了安装电晕极不仅能降低常规旋风分离器的阻力 ,而且有利于提高常规旋风分离器的效率 ,即电晕极对静电旋风分离器起到了减阻增效的作用。     

不同结构参数下旋风分离器气相流场的数值研究

采用商用CFD软件FLUENT对直切式旋风分离器内气相流场进行了数值研究,计算值和五孔球探针的测量值吻合较好.在此基础上,研究了结构参数对气相流场的影响.结果表明,减小入口面积比KA、排气管直径比dr和排尘口直径比dc,均可使旋风分离器内的切向速度增大;但同时压降增大.CFD数值模拟方法可以很好地预测旋风分离器结构尺寸变化对内部流场的影响.