旋风分离器排气管缩口半径优化的数值模拟

利用FLUENT中的RSM模型和DPM模型对不同排气管底口半径r的缩口式旋风分离器进行了内部流场的数值模拟。对结果的时均图进行分析,得到随着收缩半径r的减小,排气管入口面积在减小,轴向速度及切向速度均增加,速度的增加可使靠近中心的颗粒获得更大的离心力,因此被捕集的颗粒数增多。当半径r与排气管半径R比值为1~0.9时,分离效率提高不大,压降变化也较小,比值为0.8~0.5时,分离效率提高很多,同时能量损失也较大,在半径r逐渐减小的过程中,旋风分离器分离效率增加,压降增加。综合考虑,当r/R为0.6~0.5左右时,分离效率约为97%~98%,此时压降也较合理。     

单/双进口扩散式旋风分离器分离性能

利用Lagrangian和Eulerian法相结合的三维气粒两相流数值模拟方法,分别对单、双进口扩散式旋风分离器分离性能进行数值模拟。得出气体流量与压力损失的关系、气体流量与分离效率的关系、颗粒浓度与与压力损失的关系、颗粒浓度与分离效率的关系等四种曲线。结果表明:在相同颗粒浓度、相同气体流量下,双进口式分离器具有较小的压力损失,并且其流量适用范围较大。但在较低气体流量时,单进口式分离器具有较高的分离效率。而在较大流量时,双进口式分离器既具有较高分离效率又具有较低的压力损失。     

旋风分离器不同排气管形状对性能影响研究

目前针对旋风分离器排气管的研究主要围绕排气圆管直径与内伸长度进行,而排气管内伸部分形状变化对分离器性能有着重要影响。在一个标准Stairmand型分离器基础上,建立了排气管圆管直径变化和圆管内伸部分进行"内缩型"及"内扩型"改变等3组共9个分离器模型,采用流体力学方法计算其分离效率和压降,讨论不同模型性能之间的关系:分离器分离效率会随着排气管圆管直径的减小而明显提高,但压降也随之大幅增加,提升分离效率和减小压降构成矛盾的优化目标;当排气管直径大于0.4D后,排气管内伸部分"内缩型"改变可以提高分离效率,而"内扩型"改变会小幅度降低分离效率却较大幅度减小了压降。这为不同优化目标(提高效率或降低压降)的旋风分离器排气管结构设计提供参考依据。     

方形旋风分离器数值模拟研究

针对圆形旋风分离器空间利用率不高,安装后密封性能低等问题,提出一种柱锥式方形旋风分离器,并通过数值模拟对其流动特性、分离性能的影响机理进行研究。采用雷诺应力模型(RSM)和随机轨道模型(DPM),重点分析了该结构方形旋风分离器不同流量下流场压力分布和速度分布,及颗粒入射位置对颗粒运动轨迹的影响。结果表明:该结构旋风分离器流场特征与圆形旋风分离器近似,存在对分离性能有较大影响的二次流。在分离效果损失不大的情况下,在空间利用和安装排布上有明显优势。     

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...     

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.     

旋风分离器矩形入口高宽比对流场及性能的影响研究

借助流体力学软件FLUENT,采用RSM雷诺应力模型,对直切双入口型旋风分离器进行了数值模拟,分析了矩形入口不同高宽比对旋风分离器内的气相流场、压力降和分离效率的影响。结果表明:在入口面积和处理量相同的情况下,随着入口高宽比的增加,切向速度先增大后减小,对轴向速度的影响不显著。压力降先增大后减小,受到湍流的影响,在入口高宽比为3.5处达到最大值。由于较高的切向速度和较低的湍流强度,入口高宽比为4.5时分离效率最高。     

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。     

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。     

双级分离式旋风分离器数值模拟及试验研究

运用FLUENT软件对3种采用不同二次分离元件直径尺寸的双级分离式旋风分离器模型进行了数值计算,研究分析了其内部流场特性和以旋流切向速度为代表的主要参数的变化规律,在考虑压差阻力和分离效率权重的基础上,得出二次分离元件的最佳直径尺寸,并与模化试验结果进行对比,确定了最优性能的双级分离式旋风分离器结构方案,为优化其结构参数并提高其性能提供理论指导和参考。     

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。     

Numerical simulation of the effects of the internal components on the uniformity of the flow field in a tubular separator

This paper adopts the standard k-ε model and mixture model of the FLUENT code to numerically analyze the components characteristics of the gravity separator. It intends to involve several combinations of four types of rectifiers and two types of coalescers of corrugated plates to optimize the structure of the components. Numerical simulation analysis is carried out on the synergistic effect of the reflective inlet component, the rectifier of square grids, and the coalescer of perforated corrugated plates under variable working conditions. The results illustrate that when the distance between the rectifier and the separator’s head is L₁ = 3/4 D, the width L₂ = 1/4 D, and the plate spacing L₃ = 1/10 D, the separation effect gets improved. Additionally, the perforated corrugated plates prove better effects of rectification and coalescence. And when the distance between the coalescer and the head is L₄ = 25/183 L and the elevation angle α = 2.5°, the separation performance will be further improved. What’s more, the influence of the Reynolds number (Re_i, from 5640 through 8297 in the inlet component) and the volume fraction of the dispersed phase (from 5 % through 30 %) on the separation effects of various combination conditions of the internal components has also been investigated. As the former increases, the combined of reflective inlet component, rectifier and coalescer will perform the best separation effects. As the latter increases, the separation efficiency of low-oil ratio of oil-water mixture of the jointly structured separator will increase the most.

     

气液两相分离器数值分析及可适应响应面法优化

气液两相分离器分离过程可以采用CFD(Computational Fluid Dynamics)仿真技术观察分析分离过程,当油滴小颗粒体积浓度小于10％时,可以采用DMP(Discrete Phase Model)模型对油滴轨迹进行跟踪分析,分析结果表明分离器出口直径D1、排尘口直径D2、锥段锥度θ对分离效率有着不同的影响,但在最佳分离效率的前提下这些影响参数的最优值无法给出定量的;而响应面设计和分析可以通过多个样本的试验得出多个目标影响参数对于分离效率的回归方程,最终得出最佳分离效率和此时的影响参数值.     

间歇排料式浓缩旋流器的数值模拟及试验验证

针对普通旋流器在矿井水的浓缩分离作业过程中,由于进料浓度低造成底流浓度低,导致底流产物后续处理困难的问题,提出一种间歇排料式浓缩旋流器.在旋流器底流口处串接浓缩斗并间歇关闭安装在浓缩斗排料口处的气动阀门,增加物料在浓缩斗内的浓缩时间,提升底流浓度,所得底流产物可直接经皮带机运输.通过数值模拟和对比试验探究物料在旋流器内的沉积情况和间歇排料式浓缩旋流器的浓缩性能,利用Dynamic?Mesh技术实现数值模拟过程中边界参数的改变.模拟结果表明,随着浓缩时间的增加,浓缩斗底部物料浓度明显升高,在进料浓度为4％的情况下,间歇排料周期大致为122?s;试验结果表明,间歇排料式浓缩旋流器底流浓度为73.57％,浓缩比为18.39,与常规排料式旋流器相比分别增加28.33％和7.08,浓缩性能显著提升.     

螺杆压缩机油气分离器内部流场的数值模拟

以一个空气压缩机的油气分离器为研究对象，以雷诺平均NS方程为控制方程，以Realizablek-ε模型为湍流模型（DPM）对油气分离器内气液两相流流场进行了数值模拟。最近将数值模拟结果与工程试验数据进行了对比，验证了计算模型的准确性。     

一种新型的气液旋流分离器设计

介绍了一种新型的气液分离器,分析了气液分离机理,并对分离器主要结构进行了设计计算,并在Fluent工作环境中对气液两相流场进行了数值模拟,结果表明了该设计的正确性、科学性.     

旋风分离器高温高浓度性能试验研究

为预测高温下浓度对旋风分离器分离性能的影响,选用一个直径为300mm的切流反转式旋风分离器在温度673K,入口浓度2-60g/m3范围内进行试验研究。试验用中位粒径为16.47μm的滑石粉作为粉料,试验测得了不同浓度下旋风分离器的分离效率与压降。结果显示,相同入口气液速度下,分离效率与压降均随浓度的升高而降低。     

旋风分离器在不同工况下分离效率的仿真分析

针对旋风分离器的适用性问题,研究了不同工况条件下各工作参数对分离效率的影响.选择了环境参数为固体颗粒粒径和密度,分离器工作参数为进口速度,基于FLUENT运用RNG k-ε模型模拟旋风分离器内气相紊流,采用了离散相模型（DPM）模拟固相流场颗粒轨迹.由于粒径、密度和进口速度分别变化具有多种组合,为此引入了正交试验法以图减少仿真的次数.讨论了在不同颗粒粒径和颗粒物密度条件下旋风分离器的进气口速度与分离效率之间的关系.研究结果表明,在不同工作环境下旋风分离器工作参数对分离效率有着重要的影响.     

基于平衡轨道模型和CFD的旋风分离器除尘特性分析

运用平衡轨道模型(Barth模型)和计算流体力学仿真分析技术(CFD),对全吸式干湿两用扫路车用旋风分离器的除尘性能进行了理论计算和仿真分析.主要从旋风分离器的除尘效率方面,对其初姑设计方案进行了评价.通过相关的理论模型计算,得到了该型旋风分离器的分级效率曲线.通过数值仿真分析,得到了不同粒径的颗粒在旋风分离器内部的停...