基于CFD技术优化乳化头转子结构

应用SolidWorks Flow Simulation对一款乳化头4个不同转子结构进行了CFD分析,通过仿真计算,直观地获得了釜内不同乳化头周围的流体速度分布云图和流线轨迹;通过粒子示踪法,模拟了制胶物料在乳化头作用下的分布状态;最后在乳化头出料口外定距设定一草绘面获取该面上的平均速度,以定量预测对比不同转子结构的乳化效果。通过CFD分析,可从4个方案中选择最佳结构,达到优化转子的目的。     

基于SolidWorks Flow Simulation乳化头效果分析

应用SolidWorks软件的Flow Simulation插件对乳化头部件进行了计算流体力学(CFD)分析,模拟了4个CFD项目:(1)流体为水、转速3 000 r/min;(2)流体为一种高黏度流体、转速3 000r/min;(3)流体为水、转速6 000 r/min;(4)流体为一种高黏度流体、转速6 000 r/min。通过流体动力学仿真分析,获得了不同黏度的流体、不同转速下的流场运动分布速度云图及带矢量云图;通过粒子轨迹示踪法,直观地观察到物料粒子在乳化头作用下的分散效果。当流体黏度低时,提高转速可明显提高分散效果,而当流体黏度高时,提高转速对分散效果的改善并不明显。因此,CFD流体分析可为乳化头结构的优化设计提供有力的参考。     

应用CFD技术优化研磨机结构

应用CFD(计算流体力学)技术对一款新型研磨机结构进行优化,并针对3种不同结构设计了3个CFD方案。研究结果表明:通过仿真计算,直观获得了反应釜内研磨机周围的流体速率分布云图和流线轨迹;通过粒子示踪法,模拟了制胶原料在研磨机作用下的分布状态,预测了研磨机的分散效果,进而达到在实际胶粘剂制造过程中选择相对最佳研磨机核心部件的目的。     

捷流式高剪切混合器的数值模拟

借助计算流体力学(CFD)模拟的方法对中试规模的捷流式高剪切混合器的水力学特性进行了研究。首先,通过对比捷流式高剪切混合器的功耗对CFD模拟方法进行了验证,功耗的计算结果与实验结果吻合良好,误差小于20%。其次,考察了转子桨叶倾角、定转子剪切间隙宽度和定子底面开孔直径等混合器结构参数的变化对高剪切混合器混合头附近的流场、剪切速率分布和湍动能耗散率分布的影响。由结果可知:定子侧面射流区的平均速度分布、平均剪切速率分布、平均湍动能耗散率分布与径向外排流体流量的变化趋势相同,均随定子底面开孔直径减小或转子桨叶倾角增加而逐渐增大。此外,随着转子桨叶倾角的增加定子下方区域流体的流型逐渐由下排变为上吸,这预示着相应区域内流体产生的卷吸效果可能会发生改变。     

应用“Flow Simulation”预测带孔分散盘的分散效果

应用"SolidWorks"软件中的"Flow Simulation"插件对反应釜内3种不同结构的带孔分散盘(孔数为0、2和4,均匀分布于盘上)周围的流场进行了CFD(计算流体动力学)分析。研究结果表明:通过仿真分析,可直观获得反应釜内分散盘周围的流体速度分布云图和流线轨迹;采用粒子示踪法可模拟制胶原料在分散盘作用下的分布状态,并可预测3种不同带孔分散盘对胶液的分散效果,有利于实际制胶过程中选择最佳的分散盘。     

CFD优化管线式高剪切混合器停留时间分布

基于计算流体力学（CFD）的方法,采用Fluent软件,结合大涡模拟（LES）湍动模型和组分物料运输模型（SPE）对中试规格的管线式叶片-网孔型高剪切混合器的停留时间分布（RTD）进行预测,与实验结果相比,其误差在14%以内,说明此方法具有较高的可靠度。基于此方法,研究了定子开孔形式、腔室结构及定转子安装方式对停留时间分布的影响,使其适用于快速反应过程。结果表明：圆形、菱形、“S”形以及齿形4种不同开孔形式的定子,圆孔开孔定子效果最优;轴向长度缩短至与出口管径相同,蜗壳形状的腔室外壳,出口管与腔室相切时效果最优;定转子偏心安装能够改善其效果,但功耗增加。经过优化后的反应器具有广泛的应用,特别的是将其用于许多快速化学反应过程时,由于停留时间短、混合效果好,其混合性能明显优于许多传统的反应器。     

烷基化废硫酸处理反应浮选塔进料分布器CFD模拟

新型烷基化废硫酸资源化处理工艺在反应浮选一体化设备内实现了反应过程与除油除杂质过程的耦合。本文应用计算流体力学(CFD)方法对关键设备反应浮选塔内的废硫酸分布器和氨气分布器内部流场进行预测和分析,模拟结果显示,废硫酸分布器结构和分布孔设计基本可以满足宏观全塔截面的流量均布,通过流场模拟,发现局部流量较大的区域,内件设计和操作过程中应强化此类区域的混合与换热;氨气分布器安装曝气头后,各分布支管的流量分布更均匀,分布孔最大流量与最小流量差异小于1%。以上CFD模拟结果为设备结构优化和稳定运行提供了指导意见和理论支撑。     

基于Rosin-Rammler的海水冷却塔收水器流体力学性能研究

收水器是控制海水冷却塔性能及环境影响的重要塔内件。为探索其内部流动特征对性能的影响,采用试验与计算流体力学(CFD)方法,对海水冷却塔收水器流体力学特性进行研究。文中设计了海水冷却塔收水器压降性能的测试装置并对BO-45/160型收水器进行测试,运用Rosin-Rammler函数描述收水器内部液滴群的粒径分布,通过SST k-ω湍流模型及离散相(DPM)模型,建立CFD计算模型,与试验测试结果对比,模拟值与试验值达到较好的吻合效果,证明了CFD模型的准确性。随后,通过CFD方法考察波形、双波形、折线形收水器基本流道片型在多间距多高度条件下的流动形式,分析不同收水器型式在不同间距和高度下收水效率与压力降的影响因素,为新结构的开发提供数据支撑。     

涡结构对对流传热影响的实验和模拟研究

利用计算流体动力学(CFD)模拟和粒子图像测速技术(PIV)实验相结合的方法研究了一个类似于板式换热器的模型在内部转子旋转的条件下,产生涡结构,提高传热效果的过程。首先采用PIV技术测定了在一定流量不同转速的条件下,模型中流场的变化。然后,运用CFD方法计算流动传热过程。计算的流场结构和PIV测定流场结构较为一致,显示出采用计算方法的可行性和有效性。计算结果表明,与没有转子转动相比,转子转动会使流场中出现涡结构,并且发生明显的扰乱。这优化了模型中流场结构,强化了换热效果。流动换热过程中,在压力损失的增加不变的条件下,换热效果得到了极大地提高。而且转速越快,换热效果提高越明显。     

复杂管状构件中流体的CFD数值模拟

以一种带内插件强化传热结构的炉管为例,应用计算流体动力学（CFD）技术,研究管中流体状态参数.使用目前通用的专业CFD数值计算软件CFX-4.3进行了管中流体的速度分布、压力降的计算、结果显示与分析.根据此方法可研究不同结构尺寸、形状、不同流态下管中流体的参数,分析CFD结果,为生产中改善管内流体的传热、改善流体混合状态等提供技术支持.CFD数值模拟方法的使用表明,CFD方法可比实验室实验和工业实验提供更多、更综合的结果,具备更好的应用潜力,可以部分替代恶劣工况和复杂边界条件下的常规实验和工业试验.