不同入口截面角旋风分离器的分离特性

对常规旋风分离器的进口结构进行了改进:使得旋风分离器的入口具有一定截面角。利用计算流体动力学(CFD)技术对具有不同入口截面角旋风分离器的气相流场进行了数值模拟,比较了不同入口截面角时旋风分离器内部流场结构,并对不同入口截面角旋风分离器的压力损失和分离效率进行了实验研究。结果表明:进口具有一定截面角使得旋风分离器内部流场朝有利于颗粒分离的方向变化,可以有效改善旋风分离器的分离性能。在相同的入口风速下,随着入口截面角的增加,旋风分离器总效率和分级效率增加,而压力损失却减小。综合压力损失和效率随入口截面角的变化趋势,可以看出,在所研究的入口截面角范围,45°应是最佳的选择。     

旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究

采用Fluent软件对一切向进口旋风分离器内的气相流场和颗粒分离效率进行了三维数值研究。用RNG(重整化群)k-ε模型模拟气相紊流特性。研究表明，分离器内气流的切向速度分布呈复合双层结构；轴向速度方向在内外层分布不同，外层向下，内层向上，但部分断面轴心处的轴向速度出现了下降流动特征。流场的计算结果与实验结果进行了对比，表明RNGk-ε模型能较好地模拟分离器内的强旋流场。采用拉格朗日模型对固相颗粒的轨迹进行了模拟，研究了颗粒的进口位置、进口速度以及分离器排气管直径对分离效率的影响，表明颗粒进口位置和进口速度对颗粒的分离效率有较大影响；排气管直径越小，颗粒相分离效率越大，但当排气管直径减小到一定幅度时，效率提高的幅度减小。图10参9     

中心筒底部缩口斜切对循环流化床锅炉旋风分离器性能的影响

旋风分离器是保证循环流化床锅炉具有一定颗粒循环倍率、燃烧效率、脱硫效率的备.针对中心筒底部缩口斜切旋风分离器的分离效率问题进行了实验研究和数值模拟.结果发现,该种分离器的效率随分离器入口风速的提高而提高,这一结果与传统(直筒中心筒)旋风分离器类似;中心筒底端切口的朝向对分离效率有很大的影响:当切口朝向为90°时,分离效率达到最大值;当切口朝向为270°时,分离效率最小.另外,由于切口可以与分离器内部流场相协调,使得该分离器的分离效率基本上都高于传统旋风分离器,计算结果和实验结果吻合得较好.     

某发动机曲轴箱油气分离器设计

为改善发动机曲轴箱内窜出的气体,设计一种高分离效率的旋风式分离器。对旋风式油气分离器内部流场和分离性能进行数值模拟,进而优化分离器的结构尺寸。研究了分离器的入口直径、入口管段与水平面夹角和圆柱段长度这3个主要参数对分离效率的影响,进而对分离器结构尺寸进行优化,最后得到分离效率达到90%以上的最佳油气分离器设计方案。     

不同进口形式方形分离器气固两相流动的数值模拟

利用CFD计算软件Fluent6.3,采用雷诺应力模型(RSM)计算了4种不同进口形式方形分离器的气相流场及阻力,采用颗粒离散模型计算了不同粒径颗粒的运动轨迹及方形分离器的分离效率等参数.模拟预测结果表明:方形分离器内部除外旋流和内旋流主流外,还存在一些对分离效率有重要影响的局部二次流,如:分离器内排气管高度空间内的纵...     

无节流器轴流旋风气液分离器性能研究

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算获得的阻力特性曲线与试验得到的阻力特性曲线基本重合,数值计算方法在获取旋风气液分离器阻力特性方面具有较高的精度;开槽尺寸对无节流器轴流旋风气液分离器的阻力特性影响不大,但对分离器的分离效率影响较大;在入口气流平均速度为3 m/s和4 m/s的条件下,当外壁开槽尺寸为30 mm时,分离器的平均分离效率最高,均在97.3%以上.     

不同排尘结构旋风分离器的分离特性

在欧拉-拉格朗日坐标系中对常规旋风分离器和两个不同直管长度旋风分离器内气固流动特性进行了数值模拟．模拟时气相场采用雷诺应力输运模型,应用随机轨道模型模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹,并考虑气固两相之间的双向耦合．给出了不同排尘结构旋风分离器的速度、湍动能分布．对不同排尘结构旋风分离器的分离性能进行了实验研究．结果表明,底部加延长的直管可以使灰斗中气流的速度和湍动能得到较大衰减,能有效防止已分离颗粒的二次扬尘．直管内仍具有一定的分离能力,分级效率实验表明,加直管后旋风分离器分级效率有一定的提高．对于给定的旋风分离器,直管长度应有一最优值．     

温度对旋风分离器分离性能影响的数值研究

对不同温度条件下旋风分离器的压力损失和分离效率进行了数值研究.在数值预测时,气相场采用雷诺应力输运模型,应用随机轨道模型来模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹.给出了不同温度条件下旋风分离器的压力损失和分离效率,并与实验数据以及经验模型的数据进行了比较.结果表明：压力损失和分离效率都随着温度的升高而降低,相对于经验模型而言,数值计算和实验数据吻合得更好.图10表1参12     

超临界旋风分离器排气管结构优化数值模拟

为解决某电厂660 MW超临界循环流化床旋风分离器分级效率较低的问题,对旋风分离器排气管入口结构进行优化,将排气管入口改造成渐缩的锥体和渐扩的锥体。利用CFD软件,采用RSM湍流模型和DPM颗粒模型对传统与新型排气管结构的旋风分离器内部流场进行数值模拟,以旋风分离器的分级效率与阻力系数比值比较排气管入口结构的经济性。研究表明:与传统旋风分离器比较,正常运行时,渐缩结构的分级效率提高6.1%,但总压差增加108.83 Pa;渐扩结构的分级效率提高2.6%,总压差减小36.27 Pa;入口流速20 m/s时,渐缩结构旋风分离器最具经济性。     

端盖与旋流子对轴流旋风分离器的性能影响

为了研究轴流旋风分离器性能的结构影响因素,采用Fluent软件对装有不同内径端盖和不同种类旋流子的旋风分离器的流场进行了数值模拟,同时用Fluent中的DPM模型分析了不同尺寸及种类的旋风分离器对水颗粒的分离效果。结果表明：较小的端盖内径可以提高旋风分离器的分离效率,但是带来更大的阻力;旋流子叶片的螺旋角度是影响分离效率的主要因素,螺旋角度越大则分离效率越高,但是阻力也会随之增加;叶片数量不是影响阻力的主要因素。