弯管气力输送炭黑的数值模拟与分析研究

建立炭黑浓相气力输送的数学模型,对炭黑在弯管中的流动状态进行数值模拟分析。结果表明,炭黑颗粒在弯管中的流动状态不稳定,应尽量减少弯管数量,且两个弯管的距离不宜太短;弯管最易磨损,弯管30°～60°外壁面处的压力最大,磨损也最大,可在弯管的易磨损部位附加可更换衬板来延长弯管的使用寿命;炭黑在弯管中的输送压降与弯径比（R/D）有关,当R/D=5时输送压降最小,最有利于炭黑的稳定输送和节能输送。     

弯管内流场的数值模拟及方法分析

以180°圆形弯管为例,对弯管内流场的数值模拟方法进行了研究。分别采用k-ε模型,RNG k-ε模型和雷诺应力模型对弯管内流场进行计算,并将计算结果与试验测量结果进行了对比。结果表明:弯管内流体旋转产生的离心力导致了压力分布的变化,使得弯管内流体产生较强的涡流。在近内壁区中间位置,3种模型的计算结果与实验测量基本一致;在上半部分的1/2处,雷诺应力模型与标准k-ε模型的精度较高;在中心区,3种模型的计算结果与实验测量接近一致,但在弯管的进出口区域,雷诺应力模型的计算精度较高。近外壁区,3种模型的计算结果均反映了主流切向速度的变化趋势,但以雷诺应力模型计算精度最高。3种模型均反映了180°圆形弯管流场的主流切向速度的基本特征,但在一些速度变化较大,流场具有各向异性的局部区域,雷诺应力模型具有较高的预测精度,而标准k-ε模型与RNG k-ε模型存在着一定的局限性。     

弯管内部油水两项流的数值模拟

在油井出油管道以及石化生产中,油水两项流是非常常见的现象。为了减少能耗、便于制订防腐措施,利用GAMBIT软件建模以及FLUENT软件的可实现模型对弯管中油水两项流的压力场和速度场进行模拟。结果表明,管内入口直管压力呈逐阶减小趋势;弯管内壁出形成低压区且又内向外逐渐增大;而速度分布正好与压力分布规律相反,恰好与自由涡流理论的模型相符。且通过对油水两项所占体积分数分别为30%、50%、80%三种情况的模拟得出,由于水密度大于油的原因,随着油相体积分数的下降,管内整体压强减小,整体速度增大。     

中浓度气力输送弯管压力降数值模拟研究

对于中等浓度气力输送90°弯管内的气固流动状态进行数值模拟研究,并对水平转垂直、垂直转水平,不同弯径比(R/D=1.5~6.0)的90°弯管,均匀和非均匀粉体颗粒流过弯管的压力降Δp进行了模拟计算。结果表明,在同一气体流速下,不同R/D的弯管的Δp变化显著;存在一个使Δp最小的R/D值。在模拟的条件范围内,弯管内粉体颗粒的速度分布随R/D变化。并讨论了不同R/D的粉体颗粒流动对弯管压力降及管壁磨损的影响。在同样操作条件下,对煤粉输送进行了弯管压力降数据模拟,其模拟计算结果与周建刚等人的试验结果吻合良好。     

板翅式换热器导流片结构的数值模拟

A fluid flow model of distributor was set up to investigate the effectof distributor configuration on the fluid flow distribution in plate- fin heat exchanger. At the same time, a mathematical equation was developed to generate different types of fluid flow maldistribution models considering the possible deviations in fluid flow. Using these fluid flow models, the fluid flow distributions in plate- fin beat exchanger were calculated for different configurations and operating conditions. The computational results show that nonuniform inlet velocity, inlet angle, and orifice diameter on the fin are the main factors affecting the distribution performance of distributor. The fluid flow distribution in plate- fin heat exchanger can be effectively improved by changing the distributor configuration. The distributor reaches the best distribution performance when the orifice diameter is 2 mm. The computational results are in good agreement with experimental ones.     

180°矩形弯管流场的实验测量和数值模拟

引言 弯管广泛应用于化工、石油、水利、发电等工业领域,如离心式压缩机的流道、离心泵的流道、流体输送管道的转向等.弯管流道内的流体流动不同于一般直管流道的流体流动.由于流体在弯管流道中受到管道曲率的影响,流动时产生指向弯管外侧的离心力,导致压力分布发生变化,进而引发切向速度分布发生变化.     

90°弯管内湍流流动的数值模拟

进行了90°弯管内湍流流动的数值模拟实验。结果表明,切向速度在开始旋转阶段内侧的速度增大、压力减小,外侧速度降低、压力增大;当转过60°截面后,外侧的速度增大、压力减小,内侧速度降低、压力增大。弯管内流体旋转产生的离心力导致压力分布的变化,使得弯管内流体产生垂直于主流切向速度的轴向速度和径向速度,形成了二次流。90°弯管流场是主流切向速度与二次流的叠加,呈现出复杂的三维流动特性。     

90°弯管冲蚀磨损的数值模拟研究

利用FLUENT软件中的DPM模型,对含少量固体的90°液体管道内的冲蚀磨损情况进行了数值计算,得到了90°弯管中冲蚀磨损最严重的部位,并且流体对弯管的冲蚀磨损速率随着弯管中流体速度的增大而呈线性增加,随着弯管中颗粒含量的增加而呈线性增加,且弯管的最佳弯曲半径为R=1.5D或R=2D。     

输油弯管泄漏数值模拟

我国现有输油管道经过多年冲刷及内外腐蚀后,存在一定的安全隐患,对管道的安全运行构成了严重危害.利用CFD仿真软件,依据有限容积法,采用多相流VOF模型对不同输送条件及泄漏孔径对泄漏后管内压强分布进行了模拟.研究表明:当泄漏孔径相同时,随着输送速度的增加,管内压强整体增大,泄漏口下游存在增大的高压区;当输送速度相同时,泄...     

90°弯管流动加速腐蚀的实验和数值模拟

针对超\超超临界机组给水、疏水系统的流动加速腐蚀（FAC）问题,采用了实验和数值模拟相结合的方法来分析90°弯管的腐蚀情况。实验中,利用电化学方法测得不同入口速度下弯管的FAC速率,并对实验数据分析;利用数值模拟的方法,计算出不同入口速度下弯管的流场;最后,基于M.I.T模型,在常温条件下简化90°弯管的FAC模型,结合场协同理论从流体动力学角度分析了弯管不同位置的FAC分布的特点及影响因素,得出在沿流动方向上传质系数越高,指向截面中心的径向速度越大,弯管FAC速率越大。     

射流现象中射流速度数值模拟研究

针对射流清洗的影响因素,选取了对清洗效率影响较大的射流速度参数进行了研究,通过数值模拟分析发现射流速度越大,对被清洗物表面的撞击越明显,清洗效果越佳。     

油水混输管道砂粒运动规律数值模拟与分析

随油田开发的进行,管道中多相流体的砂含量越来越高,在流体流动过程中,当流速小于可沉积临界流速时砂粒在管道底部发生沉积,可能使管道堵塞,同时增加摩阻,加快管道底部的腐蚀,增大管道运行风险。研究砂粒在管道内的运动规律,从而提出合理的管道运行及清管方案,为管道的安全生产工作提供参考意见,同时也对提高管道输送能力和延长管道寿命有一定的指导意义。利用计算流体力学软件Fluent和基于离散元素法的颗粒系统仿真软件EDEM耦合,对油田油水混输管道中液相流场和砂粒的运动过程实现多参数的数值模拟,分析砂沉积的规律。     

乙烯管式裂解炉的数值模拟

对USC型乙烯管式裂解炉进行了系统的数值模拟,得到了裂解炉内详细的速度、温度及组份浓度分布情况,揭示了裂解炉内流动、传热、传质和反应等过程的基本特点. 裂解炉炉膛和反应管分别进行计算,通过管外壁温度相连接,直至吻合. 计算结果表明,炉膛内流动、组份浓度和烟气温度分布是相当不均匀的,使反应管管壁温度和热通量分布不均匀;模拟计算还得到了反应管长度方向上的温度、速度、压力和组份浓度的变化规律;在反应管径向上存在着明显的速度和温度分布,而组份浓度变化程度不如速度和温度明显.     

不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟

根据计算流体动力学(CFD)的方法,应用Fluent软件对动态水力旋流器内部油水两相流场进行数值模拟,考察了不同入口流量及转筒转速下旋流器内速度场与油水两相的分布情况。结果表明:动态水力旋流器内切向速度呈双涡结构(准自由涡与准强制涡);轴向速度明显小于切向速度且不存在零速度包络面,油相集中于旋流器轴心形成油核,随着流量及转速的增加,各相速度及中心油核浓度均增加。     

数值模拟技术在旋流式油烟机优化设计中的应用

通过分析油烟的特性、试验测定油滴粒径分布结果并结合旋流分离的机理,明确了研制旋流式油烟机的可能性并初步确定了旋流器的结构尺寸,运用数值模拟的手段研究旋流场中速度场的分布,得到了切向速度、径向速度和轴向速度的分布云图,并对其分布特性进行了分析,明确了主要影响因素,所得结论可为旋流式油烟机的优化设计提供指导和帮助.     

轮胎胶料共挤出成型过程的数值分析

利用有限元方法对轮胎胶料(TWD40/FS10)共挤出成型过程进行三维数值模拟,分析入口体积流量比和牵引速度对口型出口处速度分布、界面偏移以及挤出胀大比的影响。结果表明:两熔体共挤出时,入口流量比对口型出口处速度分布、界面偏移影响较大,对挤出总胀大比影响较小;入口流量比接近于口型入口面积之比时,口型出口处速度分布较均匀,界面偏移量较小,且宽度方向界面总体偏向粘度较小的一侧;口型出口处垂直于挤出方向速度较大值出现在界面较小区域会引起界面局部尖角;牵引速度提高,沿挤出方向界面末端平直段逐渐增加,同时两熔体挤出胀大比迅速变小,口型出口处速度分布和沿宽度方向界面偏移量变化很小。     

板坯连铸结晶器内流场数值模拟

利用FLUENT软件对1300 mm′230 mm的板坯结晶器建立了三维稳态数学模型,以流体表面流速和射流冲击深度作为主要参考指标,研究了水口的特性及拉速、水口浸入深度对该水口作用下结晶器内流场的影响. 结果表明,A水口作用下具有表面流速大,射流冲击深度小,液面波动大,卷渣的可能性大等特点,且随拉速的增加而逐渐增大;随拉速的增加,结晶器内最大表面流速以0.06 m/s的幅度逐渐增大,射流冲击深度呈减小趋势,在150, 170和190 mm浸入深度下,结晶器液面表面流速最大值分别为0.599, 0.518和0.465 m/s,射流冲击深度分别为385, 410和420 mm,随水口浸入深度的增加,结晶器内表面流速逐渐减小,射流冲击深度逐渐增加;在实际生产过程中,使用A水口时应适当降低拉速、增大水口浸入深度;在高拉速的情况下,需用平行水口替换A水口.     

弯管流量计的实用分析

介绍弯管流量计的工作原理。采用弯管流量计对前进热电厂3台65t/h锅炉、3台1.2万kW机组进行改造,较好地解决了能源的计量问题。     

受限气固两相射流的实验研究和数值模拟

采用PV4A颗粒测速仪测量受限气固两相射流流场中固体颗粒的速度和浓度并运用CFD软件对颗粒相进行数值模拟,模拟和实验结果基本吻合。结果表明,颗粒轴线速度衰减存在一个峰值而轴线相对浓度在起始段急剧衰减然后趋于平缓;颗粒因为湍流扩散在炉壁上有富集现象,并且相对于小粒径颗粒,大颗粒在壁面富集现象更明显。实验结果对粉煤气流床气化炉的工业应用有重要的参考意义。