流化床中液固物性参数对流场影响的数值模拟

考虑液固两相间耦合作用,采用欧拉-欧拉双流体模型,运用RNGk-ε模型和速度-压力耦合的SIMPLE算法求解粘性项的方法来模拟流化床中液固两相流动的特性,评估了曳力模型的适用性,研究了流化床的床层流动特性、液体不同物性和操作条件下对两相流动的影响.模拟仿真中发现:RNGk-ε模型比标准k-ε模型计算更为精确,运用不同的曳力系数模型会对计算结果造成重要影响,其中曳力模型Syamlal-O’Brien比Gidaspow更适用流化床中液固耦合特性的研究;惰性颗粒的速度会随着液体粘度参数的增大而增大,而且惰性粒子在流化床中心处速度最大即惰性粒子在流化床中心的沉降速度最慢;液体密度参数的增大会导致惰性粒子速度增大;惰性粒子的体积分数的改变也会影响颗粒的速度分布,且不成线性关系.     

分布器结构对气固鼓泡流化床内气相分布影响的数值模拟

根据双流体模型,利用计算流体力学软件Fluent 6.3,在布风板开孔率Φ=3.86%时,对6种布孔方式不同的流化床中气相的分布特性进行了数值模拟,得到了各布孔条件下气相分布规律。结果显示,均匀布孔流化床内产生大量的气泡,气泡分布不均且存在大片流化率很低的区域。在各不均匀布孔流化床中,大小孔间隔排布布风板流化床(E型布风板流化床)内产生的气泡相对较小且分散性较好,气相速度矢量分布较分散均一,流化效果最好。与均匀布孔流化床相比,E型布风板的流化床轴向气相压力脉动更小,径向等压线分布更平缓,表现出轴向和径向气相分布更均匀,对鼓泡流化床的优化设计最有参考价值。     

离心浮选机结构对流场影响的数值模拟

为探讨浮选机结构对流场的影响,对整体浮选机流场的分布特性进行了数值模拟.以自吸式离心浮选机为模型,使用计算流体动力学软件STAR CCM+,运用Realizable k-湍流模型和VOF多相流模型,采用SIMPLE算法对速度和压力进行耦合求解,得到了速度、压力、湍动能以及气液相含率的分布规律.模拟结果表明,吸气量、喷嘴出口动能和湍动能值随喷嘴直径增大而减小,当喷嘴直径为19 mm时效果较好.外筒体流场存在较大的速度梯度,速度值从7~8 m/s降至1 m/s以下.矿化气体在外筒体的弥散程度较低,入料初始阶段气含率均一度仅为20%~30%.     

板结构中裂纹的超声波数值模拟

通过引进频散修正系数，选择多音频加窗函数调制的信号，用有限元法模拟了超声波在一个有裂纹的薄板中的传播，在此基础上，模拟了超声波在有双裂纹的薄板中的传播。结果表明，所建立的算法不仅可以准确地识别单裂纹在板中裂纹的位置，而且对双裂纹在板中位置的识别也有效。     

流化床油页岩流化特性的数值模拟研究

应用CFD软件Fluent对流化床内油页岩的流动特性进行了冷态流场模拟,并研究不同时刻、不同粒径以及不同弹性恢复系数对流化床内流化状态的影响。最终模拟结果表明：随着时间的推移流化现象越来越明显,同时颗粒粒径越小,弹性恢复系数越小更容易使气流稳定,有益于物料的正常流化。     

换热器管束排列方式对流场影响的数值分析

利用CFD方法,计算出管壳式换热器不同排列形式的二维压力场、速度场和温度场,并对不同排列形式的压力损失速度分布和换热效果进行了对比,为换热器的设计、改造和维修提供了一定的参考.     

旋流器流场的数值模拟及对流场特性的分析

旋流器内的流场对分离性能有很大的影响,由于受到各种因素的制约,各使用条件下的旋流器内部流场不可能完全由试验的方式来确定,因此采用数值模拟不失为一种有效的方法,在此液相采雷诺应力模型（RSM）和SIMPLEC算法,对水力旋流器内部流场进行了数值模拟计算,根据计算结果对旋流器内三维速度分布提出了一些新的认识,并分析了旋流器内出现速度缓变区原因,这将导致颗粒富集而出现高浓度区进而影响分离效率;此外,模拟结果显示除了进出口区域外,在分离主体部分的流场也存在着不对称性和不稳定性,这种不对称性和不稳定性受进口速度、进口结构布置以及旋流器锥角的影响;模拟结果还显示在空气柱中心处从底流口至溢流口方向上存在着压力梯度,这将是空气在空气柱内流动的推动力之一,以上的这些特性对进一步充分认识旋流器的分离机理提供了一些依据。     

浑水水力分离清水装置进口及底孔对流场影响的数值模拟

为研究浑水水力分离清水装置的进口尺寸、进口流速和底孔孔径发生改变时对流速场的影响,采用重整化群k－ε模型对装置内的清水流场进行了3维数值模拟。模拟结果表明：流量不变的情况下进口尺寸的增加将会增加柱体区的切向流速和锥体区的径向流速,装置对进口流速的变化较为敏感,因此处理较大流量时应该优先考虑增加进口尺寸;底孔孔径的增加将会增加锥体区的切向及轴向流速,有利于装置中泥沙的排除,但同时将会导致清水溢出量减少。     

三层搅拌桨排列方式对流场影响的数值研究

为了对在役聚苯乙烯反应装置的反应器进行优化设计和结构改进,利用计算流体力学方法(CFD)分析了在役反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了三层搅拌桨3种排列角对物料流动特性的影响。结果表明,在役聚苯乙烯反应器(三层搅拌桨排列角为0°)内物料的流动以周向流动为主,下层搅拌桨附近物料的径向混合效果好于上层搅拌桨附近的物料。由于受到上下桨叶的干扰,三层搅拌桨之间形成的循环涡流区受到抑制,涡流区面积较小。综合比较发现:排列角为120°的三层搅拌桨混合效果最好,其次是排列角为90°的三层搅拌桨,而搅拌桨排列角为0°的反应器的混合效果最差。     

竖壁自然对流的数值模拟

为了研究竖壁自然对流换热的特点,将边界层的控制方程转化为相似方程。在此基础上,进一步采用引入中间变量的方法,将相似方程转化为五个常微分方程。运用MATLAB对相似解进行数值模拟,获得了层流边界层内速度和温度的分布特点,同时,得到了与其相关的其它物理量的变化规律。     

孔板流量计流场的数值模拟

基于对不可压缩流体流过孔板基本代数方程组的分析,自主开发了孔板流量计流场的数值模拟软件.详细分析软件收敛的条件,并给出了在层流和湍流条件下流出系数的计算结果.不仅将在湍流条件下的数值模拟结果与国际标准化组织(ISO)数据进行对比,同时,还将在层流条件下的数值模拟结果与试验数据进行对比.对比结果表明:在层流条件下,计算结果误差可控制在3％以内;而在湍流条件下,计算结果的误差可控制在2％以内.     

水力旋流器内清水流场空气柱的三维数值模拟

本文依据计算流烙动力学（CFD）的计算方法,利用Fluent软件对带有空气柱的固-液分离用水力旋流器内清水流场进行了三维数值模拟研究。文章中首次采用“mixture”模型对空气柱进行模拟,模拟所得的流场与实测结果作对比,证明效果良好。本文的工作对进一步研究旋流器固-液分离现象提供了一定的基础和参考。     

稠油热采注蒸汽分配器的流场数值模拟

了解蒸汽分配器内的流场分布,比较一分三立式蒸汽分配器与一分三球形蒸汽分配器的分配效果。通过Fluent对一分三立式蒸汽分配器与一分三球形蒸汽分配器内部的流场进行数值模拟,分析分配器内密度分布、气相体积分布与速度场对蒸汽分配效果的影响。数值模拟结果表明,在蒸汽的干度与流量分布过程中,一分三球形蒸汽分配器要优于一分三立式蒸汽分配器。建立的一分三球形蒸汽分配器可为实际现场作业及高温高压球形分配器的建造提供参考。     

空气重介流化床介质流动和床层密度分布研究

建立了空气重介质流化床的多相流体力学模型 ,基于选矿实验室的二维床 ( 60 cm× 1 .2cm)求解了介质速度和密度的分布 .结果表明 :模拟结果和实验结果符合性很好 .磁性介质在流化床内部呈现出中心上升边壁下降的流动趋势 .固体颗粒的运动速度很小 ,在床内的大部分区域其速度在 - 40～ 40 mm/ s之间 .在气体的表观速度为 0 .1 5 7m/ s时 ,床层密度值为 1 .96± 0 .0 3,床层上部的密度略低于下部的密度     

旋流筛板式流化床流化特性的数值模拟

利用计算流体力学CFD软件,采用欧拉气固多相流模型进行计算,模拟研究了带有旋流筛板的气⁃固流化床内在不同操作气速下（0.44~1.14 m/s）FCC颗粒的流化特性。通过对床层颗粒固含率瞬时变化、不同时刻速度矢量的分布、操作气速对颗粒固含率的影响和颗粒固含率随轴向高度的变化分析,研究了流化床内气泡形成、发展和破裂的过程。模拟结果表明,计算值和实验值吻合较好,与自由床平均误差为13.4%,与筛板床平均误差为7.59%;模型能够较好地预测不同操作气速下固体颗粒的流化特性,模拟床层内气泡形成、成长和破裂的发展历程;旋流筛板上部区域有喷射现象,形成固含率较低的喷泉区;旋流筛板的加入能够将大气泡破碎形成小气泡,具有破碎气泡、强化气固混合的作用。     

某影城放映厅气流组织的数值模拟研究

针对武汉汉口繁华地带某影城放映厅内热环境不舒适的情况,应用CFD软件F luen t对该放映厅内的气流组织进行了数值模拟,给出了室内的温度分布情况,分析了存在的问题及原因,然后选取不同的送风速度和送风角度,模拟室内的气流分布状况,得到了比较满足人体热舒适要求的送风速度和送风角度.     

侧向进气浅床层填料塔气流分布性能的研究

本文对内径φ２８５ｍｍ的侧向进气浅床层填料塔内的气流分布性能进行了研究。结果表明：支承板型式，填料层高度和截面积比ＡＴ／ＡＰ是影响气流分布的主要因素；气流量和支承板离进口管高度的影响可以忽略。气体喷射型支承板具有分布性能好的优点，尤其适合在浅床层填料塔中使用。     

螺旋管内流场数值模拟

螺旋管以其结构简单等优点在油水分离领域得到广泛应用。数值模拟作为一种可替代实验研究的 方法,广泛应用于螺旋管内流场变化规律的研究。采用VOF模型对螺旋管油水两相流进行数值模拟,得出了螺旋 管内流场变化特性:第9圈油水分离度达到95%,近进口端水相分布较大,沿重力方向水相分布变化不大并出现油 水重混合现象;靠近进口处湍动能强度、动压最大,动压在进口处突降而在外沿轴向线性递减;在进口端外侧剪切应 力最大,沿管道轴向分布变化不大。螺旋管内的油水分离数值模拟,为螺旋管油水分离技术的改进提供了一定的理 论基础。     

数据机房送风孔板处空气流动的数值模拟

以数据中心机房某一孔板及其相邻机柜为研究对象,采用ANSYS有限元分析方法,对孔板和机柜建立3种不同的有限元模型:几何实体模型、缩小送风孔板风口面积的基础模型、将孔板视为多孔介质面并添加源项的优化模型。根据实测数据确定3种模型的边界条件,通过有限元仿真计算获得它们的压力、速度云图,将基础模型和优化模型分别与几何实体模型进行对比。结果表明,优化模型与几何实体模型的速度场和压力场的大小误差在5%以内,同时优化模型的计算时间相较于几何实体模型可以减少60%。