基于CFD的循环流化床旋风分离器数值模拟

为提高循环流化床旋风分离器的分离效率,采用计算流体力学CFD软件,采用相间耦合随机轨道模型,在拉格朗日坐标下对不同粒径颗粒进入旋风分离器的运动进行了数值模拟研究,同时也模拟了颗粒在不同进口位置对循环流化床旋风分离器分离效率的影响,并与试验结果进行了比较.     

轴流管式旋风分离器的特性及其应用

介绍了轴流管式旋风分离器的工作原理、结构特征,分析了其性能特性,并与普通旋风分离器进行了比较。且通过收集大米微粉的实验,说明轴流管式旋风分离器是一种效率较高的分离设备。     

喷雾干燥用旋风分离器内部流动与分离特性数值模拟

对喷雾干燥过程中旋风分离器工作过程及其分离原理做了简要介绍,给出了旋风分离器内三维流场以及颗粒轨道的数学模型,运用雷诺应力模型(RSM)对其进行了三维数值模拟.数值模拟得到了旋风分离器内三维气体流场以及颗粒的运动轨迹,获得了旋风分离器在不同进口风速下的进出口压降和不同粒径下的分离效率.模拟计算结果可供旋风分离器设计及应用提供一定的参考.     

入口形状对旋风分离器性能的影响

为了研究入口形状对旋风分离器性能的影响,采用计算流体力学(CFD)软件对旋风分离器的压力场和颗粒的分离情况进行考察。研究结果表明:入口形状会显著影响旋风分离器的压降,在圆形、矩形、三角形和等腰梯形几种不同的入口形式中,长宽比为2的矩形入口压降最大,长宽比为1.5的矩形入口的压降最低;对于矩形入口,随着长宽比的增大,压降是先降低再升高;入口形状对粒径大于2.5μm粒子的分级效率影响不大,当粒径小于2.5μm时,圆形入口的分离效率最差,梯形入口的分离效率最好;梯形入口会改善旋风分离器顶部流场和灰斗附近流场,使颗粒运行平稳,分离效率较高。     

导向叶片式旋风子分离器的结构改进

<正> 导向叶片式旋风子分离器在炼油厂用于催化裂化烟气能量回收的除尘,将烟气中的尘量降至0.12-0.16克/米~3,以降低烟气轮机的磨损,火力发电厂的锅炉排烟气除尘以及石油天然气除尘亦有使用。我院与石油二厂曾于1976年开始作旋风子分离器试验,对其结构改进、提高分离效率作了一些探讨。一、一般的旋风子分离器其外筒为φ242的有机玻璃管,热态试验则采用钢管,试验着重找出理想的结构尺     

循环流化床锅炉中旋风分离器的设计与探讨

针对原旋风分离器设计中存在的不足,提出了通过选取适当的临界粒径来确定旋风分离器尺寸的思路和方法;同时,以设计实例论证了该方法可有效地提高分离效率,为循环流化床锅炉的稳定运行提供了保障.     

催化裂化装置反应沉降器内部旋风分离器改造

旋风分离器是催化裂化装置反应沉降器内部核心设备，通过对反应沉降器内部旋风分离器的翼阀、料腿、升气管改造，并合理调整生产工艺操作参数以提高旋风分离器的气固分离效率，抑制结焦，避免或减少反应沉降器结焦对其产生不利影响。改造后，反应沉降器结焦减缓，旋风分离器不再跑剂，催化剂单耗由2.2 kg/t下降至1.43 kg/t，分馏油浆固含量由6.97 g/L降至3.7 g/L，节省了生产成本。     

旋风分离器内颗粒轨迹的数值模拟

采用数值模拟的方法研究旋风分离器内的颗粒运动:对单相流场采用湍流各向异性的雷诺应力模型,对气、固两相流场采用相间耦合的随机轨道模型;通过描述颗粒的运动轨迹,揭示了颗粒在旋风分离器中运动的物理机制.结果表明:颗粒的运动轨迹比较复杂,且带有很大的随机性;尤其是小粒径颗粒,受气流湍动影响显著,即使是粒径、入射位置相同,其运动轨迹也各不相同,最终的位置也不同;小粒径颗粒更容易受二次涡流影响,从而降低分离器的效率;另外,还模拟出了上灰环、排气管短路流及排尘口返混等影响分离效率的几种现象,为进一步研究旋风分离器的分离机理理论及实验研究打下基础.     

旋风分离器性能预测模型研究进展

为了更好地指导旋风分离器的结构设计与优化,对旋风分离器性能预测模型的理论基础、适用性与准确度进行了研究。综述了国内外关于分离效率与压降预测模型的研究进展,结合颗粒载荷、粒径分布、颗粒碰撞与聚并、高温、高压、结构形式与参数等因素对分离性能的影响,从理论基础、建模思路、建模手段等角度对预测模型进行了对比分析,结果表明模型趋于合理化但仍有局限性。基于目前研究现状与应用形势,对预测模型的发展方向进行了展望,指出综合分析多种影响因素对预测模型进行修正以及将气固分离理论与预测模型推广到气液分离领域可能会是进一步的研究重点。     

锥面母线曲率对旋风分离器性能影响的数值模拟

为研究锥面母线曲率对旋风分离器内部流场以及分离性能的影响,采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)进行数值模拟,并用能量梯度理论分析内部涡流场的稳定性。研究发现:随着锥面母线曲率的增大,旋风分离器内部气流切向速度的最大值变大,旋风分离器的上行流量变小;当母线曲率在1.7×10-4~3.4×10-4之间时,该结构的旋风分离器最符合"高效率低压降"的要求;通过分析组合涡的结构特性,发现当母线曲率在1.7×10-4~3.4×10-4之间时,外涡的主要切向速度分布趋势最接近理论自由涡的速度分布,并且此时的准自由涡区域占组合涡结构的比例相对较大。根据能量梯度理论,自由涡分布具有最好的稳定性,从而在本质上解释了该结构获得最优性能的原因。     

含叶栅和旋流器的组合分离器分离性能测试研究

利用相位多普勒粒子分析仪对包含叶栅分离元件和旋流器的新型组合分离器的分离性能进行测试研究,同时作为对比,在相同工况下对只含旋流器的分离器进行测试。结果表明,在各种工况下,现有只含旋流器的气液分离器的分离效率最高只有94．54％,而该新型组合气液分离器分离效率最高可达97．85％,该分离器分离性能达到设计要求。     

旋流器固-液分离的数值模拟

为研究旋流器固-液分离性能,采用欧拉模型与离散相模型相结合的方法,对旋流器内部流场特征和分离效率进行数值计算。结果表明:砂粒粒径大于10 μm时主要分布在外旋流场;入口流量为9 m³/h时,旋流器的分离效率最大;砂粒粒径>30 μm时,旋流器分离效率趋近于100%,粒径为40 μm时分离效率达到最大为97.5%;砂粒浓度由1 g/m³增至8 g/m³时,粒径为10 μm的砂粒分离效率增加了9.7%,砂粒浓度为10 g/m³时,旋流器分离效率下降。通过数值计算得到了旋流器的最优工况。     

直流降膜式旋风除雾器的实验研究与工业放大

研究设计了一种新型高效的除雾设备——直流降膜式旋风除雾器 ,以空气 -水为实验物系 ,测定了Φ2 50 mm的直流降膜式旋风除雾器的压降及除雾效果。实验结果表明 ,压降随气速的增大而增大 ,出口气体含雾量随气速的增大仅略有下降。在此基础上 ,选定了最佳操作条件 ,进行了工业放大 ,工厂应用效果良好     

气液旋流分离中两相流动模型的理论研究

气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,以漂移流动模型和颗粒轨迹方程为基础。采用欧拉-拉格朗目方法建立一种新的气液两相流动机理模型,该模型可以用来直接计算气液旋流分离器内部流场中连续相、分散相（液滴）的速度分布情况,通过计算能够预测旋流器内部浓度分布情况,并通过对影响气液分率效率的主要原因一出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算,预测旋流器的分离性能。     

旋风汽水分离器内液滴轨迹模拟研究

旋风分离器内部汽水两相流场是非常复杂的三维强旋转湍流流动,液滴运动非常复杂,且带有很大的随机性,因此很难通过解析的方法预报内部流动状况。使用fluent软件,运用计算流体力学的方法对旋风分离器内部的液滴流动进行了数值仿真研究。结果表明,小粒径液滴与较大的粒径的液滴相比,由相同位置进入,其运动轨迹有所不同。小粒径液滴受气流脉动影响和受大粒径液滴的携带作用较为显著,对分离性能的影响较大。所以,液滴粒径越大,分离效率越高。     

旋风汽水分离器内液滴轨迹模拟研究

旋风分离器内部汽水两相流场是非常复杂的三维强旋转湍流流动,液滴运动非常复杂,且带有很大的随机性,因此很难通过解析的方法预报内部流动状况。使用fluent软件,运用计算流体力学的方法对旋风分离器内部的液滴流动进行了数值仿真研究。结果表明,小粒径液滴与较大的粒径的液滴相比,由相同位置进入,其运动轨迹有所不同。小粒径液滴受气流脉动影响和受大粒径液滴的携带作用较为显著,对分离性能的影响较大。所以,液滴粒径越大,分离效率越高。     

重介旋流器结构参数对分选效果的影响

为了进一步提高重介旋流器的分选精度和抗磨性能,通过理论分析和试验研究相结合的方法,论述了圆筒型重介旋流器各主要结构参数对涡旋流态及分选效果的影响.研究结果表明：旋流器的介质入口口径和形状决定了旋流器内悬浮液涡旋场和物料分选区域的范围;重产物出口面积决定了旋流器的分流比和分选密度.采用两段等密度精选工艺可显著提高分选精度,采用新型结构的旋流器工业性运行中,对极难选煤可能偏差E值达0.015.     

新型空气重介质流化床分选特性研究

为了提高空气重介质分选设备的可靠性,用振动代替刮板输送重产物,在自制新型空气重介质流化床小试装置上对物料分选特性与重产物输送行为进行了试验研究,考察了风量和抛掷指数对可能偏差、分选密度和重产物排出效率的影响.结果表明:风量与抛掷指数共同影响着分选效果,随着风量和抛掷指数的增大,重产物排出效率增大;随着风量的增大,分选密度减小,最后趋于稳定.在最佳分选条件下,可能偏差E值为0.045 g/cm3,分选密度为1.77 g/cm3,重产物排出效率为54%.