CFD技术在膜过滤过程中的应用

计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟应用于膜过滤过程是近年新发展起来的一种膜过滤研究方法.综述了CFD模拟在膜过滤过程中的应用,从膜组件过滤特性和反应容器水力特性2个角度概述了CFD模拟膜内部浓差极化、质量传递系数等流态特性,膜面压力、渗透速率等流体特性参数,膜组件优化和反应器内流场分布,为膜过滤过程的评价提供了理论依据,对于实际应用具有极其重要的意义.     

填料塔内液休分布器均布性能的CFD模拟

针对适用于规整填料的槽式液体分布器的初始布液性能，在现有的经验参数基础上，我们利用商业计算软件FLUENT对特定条件下的液体分布时的流动情况进行数值模拟计算，所得结果基本符合实验情况。     

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.     

填料塔内液体分布器均布性能的CFD模拟

针对适用于规整填料的槽式液体分布器的初始布液性能 ,在现有的经验参数基础上 ,我们利用商业计算软件FLUENT对特定条件下的液体分布时的流动情况进行数值模拟计算 ,所得结果基本符合实验情况。     

喷射泵CFD数值模拟的研究进展

在概述喷射泵的分类、工作原理及运行特性的基础上,综述了CFD技术在喷射泵研究中的进展情况.同时指出了以往数值模拟研究存在的问题,并就以后的研究工作进行了展望.     

CFD技术在化工机械设计中的应用

将CFD数值模拟技术引入化工机械的设计中,首先介绍了CFD技术的特点及应用,然后通过实例介绍了采用CFD技术的求解过程并给出了部分模拟结果,为化工机械的数值模拟研究及进一步的优化设计打下了基础,具有一定的实用价值。     

射流混合器内气体湍流扩散过程的CFD数值模拟与实验研究

利用计算流体动力学CFD(Computational Fluid Dynamics)商业软件CFX4.4对二氧化碳与空气的射流混合过程进行数值模拟. 湍流模型采用标准k-e模型和RNG模型,模拟预测不同断面上的CO2浓度分布,并与实验结果进行比较. 结果表明,模拟预测值与实验结果基本吻合,也验证了CFD技术应用于混合扩散过程预测分析的可靠性;靠近空气一侧的CO2浓度普遍高于另一侧,当CO2平均浓度为6%时,距射流出口100 mm剖面上的浓度极差达到6%. 本研究中的气体混合湍流模型影响不明显. 采用标准k-e模型分别对两种进气方式的射流混合器内部速度场、浓度场进行模拟分析,发现T型射流混合器的混合均匀性比单边进气的射流混合器明显提高.     

CFD技术对室内热环境的数值模拟

采用CFD技术中的Fluent软件对某建筑物室内冬季采暖热环境进行了数值模拟,通过对不同热源温度下,室内不同高度处温度场的分析,提出了满足规范要求和人体舒适度要求的热源温度.为相关系统的采暖设计提供了参考.     

基于CFD的竖流式二沉池实际工况的模拟

为了探究实际工况下竖流式二沉池的流场变化及污泥质量浓度分布情况,利用RNG k-epsilon湍流模型和mixture模型,对其进行二维瞬态数值模拟,比较不同负荷、不同回流比对二沉池内部的流场变化和污泥质量浓度分布的影响。结果表明:q=0.5 m~3/(m~2·h)是竖流式二沉池比较理想的设计表面负荷;回流比对二沉池的稳定运行具有一定的影响,竖流二沉池的进口部分设计参数应当结合回流比进行适当的调整。     

大型过程装备CFD数值模拟及分析

数值模拟方法在研究大型过程装备的性能中已经得到越来越广泛的应用,但仍有较多问题亟待解决。对于大型过程装备而言,其外形尺寸大且内部结构复杂,分析计算过程将占用巨量计算机资源,使计算时间大大延长。此外,大部分过程装备数值模拟需要附加的物理模型如湍流、燃烧、传热、化学反应、旋转、多相流和多孔介质等,使得CFD（Computational Fluid Dynamics)数值模拟过程中不仅要求解基本控制方程,还要求解相应的附加物理方程。     

用数值模拟方法分析混合和导流筒对搅拌槽中沉淀硫酸钡的影响

1 INTRODUCTION Precipitation of sparingly soluble salts is an im- portant operation widely adopted in the production of functional materials, catalyst, protein, pharmaceutical product and pigment. By precipitation, two aqueous streams containing respective reactants are mixed in a precipitator, and the sparingly soluble salt forms as result of chemical reaction if the concentration of produced salt exceeds its solubility. The quality of the final product obtained by precipitation is strong…     

基于精细自由基反应机理的丙烷裂解炉炉管CFD模拟(英文)

In the radiant section of cracking furnace, the thermal cracking process is highly coupled with turbulent flow, heat transfer and mass transfer. In this paper, a three-dimensional simulation of propane pyrolysis reactor tube is performed based on a detailed kinetic radical cracking scheme, combined with a comprehensive rigorous computational fluid dynamics（CFD） model. The eddy-dissipation-concept（EDC） model is introduced to deal with turbulence-chemistry interaction of cracking gas, especially for the multi-step radical kinetics. Considering the high aspect ratio and severe gradient phenomenon, numerical strategies such as grid resolution and refinement, stepping method and relaxation technique at different levels are employed to accelerate convergence. Large scale of radial nonuniformity in the vicinity of the tube wall is investigated. Spatial distributions of each radical reaction rate are first studied, and made it possible to identify the dominant elementary reactions. Additionally, a series of operating conditions including the feedstock feed rate, wall temperature profile and heat flux profile towards the reactor tubes are investigated. The obtained results can be used as scientific guide for further technical retrofit and operation optimization aiming at high conversion and selectivity of pyrolysis process.     

湍动流化床过渡段中颗粒速度分布的光纤测量与模拟

流化床中颗粒速度的测量一直是个技术上的难点。今针对光纤测量信号提出一种基于互相关原理的时均速度计算方法。考虑到数据分段计算时其可靠性方面的差异,将互相关系数作为第二权重因子引入时均速度计算公式。利用PV6D光纤探针在200 mm直径流化床中测得的原始信号,对比了三种数据处理方法所得的颗粒时均速度,并分别计算其床层截面颗粒净流率,说明提出的方法可靠性更高。据此测量了流化床过渡段不同高度处颗粒时均速度的径向分布,并采用修正的三段曳力模型来描述具有团聚行为的颗粒曳力,进行计算流体力学模拟。测量与模拟结果均表明,从过渡段到稀相段,床中心区的颗粒速度先降低后升高,其径向分布也从陡峭变平缓,然后再次趋于陡峭。颗粒速度分布的上述规律主要由固含率与气速的径向分布共同作用所致。     

气-液两相降膜流动及传质过程的CFD研究

利用VOF法建立了考虑表面张力动量源项、气液相间摩擦力动量源项以及相问传质源项的CFD计算模型,定量描述了气．液两相逆流降膜传质过程。根据CFD模型,计算了不同液相进口浓度和不同气相流量条件下,异丙醇稀溶液的解吸过程,模拟得到的液相出口浓度与实验数据吻合很好。相界面处的浓度分布表明。随自由表面波动,界面浓度会发生剧烈脉动。液相总传质系数增强因子R的实验值与CFD模拟均表明,即使在很小的传质推动力下R也大于1。由于CFD模型不考虑Rayleigh-Benard-Maragoni效应,则这种现象,可解释为界面波动对传质增强的结果。这也证明增强界面波动是一种强化传质分离过程的有效途径。     

CFD simulation on membrane distillation of NaCl solution

A computational fluid dynamics (CFD) simulation that coupled an established heat and mass transfer model was carried out for the air-gap membrane distillation (AGMD) of NaCl solution to predict mass and heat behaviors of the process. The effects of temperature and flowrate on fluxes were first simulated and compared with available experimental data to verify the approach. The profiles of temperature, temperature polarization factor, and mass flux adjacent to the tubular carbon membrane surface were then examined under different feed Reynolds number in the computational domain. Results show that the temperature polarization phenomena can be reduced, and mass flux can be enhanced with increase in the feed Reynolds number.     

CFD 在食品干燥过程及其干燥设备设计中的应用

CFD是通过计算机数值计算和图像显示以定量描述流场的数值解,从而对物理问题进行分析研究。CFD兼有理论性和实践性的双重特点,其主要用途是对流态进行数值仿真模拟计算,能够对流态的温度场、速度场、浓度场等进行有效的指导和预测。本文综述了CFD数值模拟在食品干燥过程中以及干燥设备设计中的应用和发展前景。     

逆流鼓泡塔气含率分布的试验测量与CFD模拟

利用热膜测速仪测得了气液逆流鼓泡塔内不同表观气速、表观液速和径向位置下的气液信号,采用改进的阈值法进行分析,得到塔内气含率的径向分布。结果表明气含率在各个截面上都是从塔中心到塔壁逐渐减小;同时利用计算流体力学方法对气液逆流的鼓泡塔内的气液两相流动进行了模拟,计算了不同气速和不同液速下的气含率,计算结果与试验数据吻合较好。     

水平单管外液膜厚度的CFD模拟

利用CFD中的VOF模型研究了在不同进料高度、质量流量、管道转速和气流条件下单管外液体流动状况,获得了管外液膜厚度分布图,讨论了各种因素对液膜厚度的影响情况。结果表明,进料高度对液膜厚度基本无影响;在一定流量范围内,膜厚度随着流量的增加而增加;管道转速和气流对液膜厚度的影响具有一定的局限性;平均液膜厚度变化率随着各种因素变化率变化较缓慢。将模拟分析得出的结论与文献结果或经验公式进行比较,发现吻合性较好。     

Simulation of Barium Sulfate Precipitation using CFD and FM‐PDF Modeling in a Continuous Stirred Tank

A mixing‐precipitation model combining computational fluid dynamics (CFD), finite‐mode PDF (probability density function) model, population balance and kinetic modeling has been proposed to simulate the barium sulfate precipitation process in a continuous stirred tank agitated by a Rushton turbine. The effect of various operating conditions such as impeller speed, feed concentration, feed position and mean residence time on the barium sulfate precipitation process is clearly demonstrated. It is shown that the mean crystal size increases by increasing the impeller speed and mean residence time. However, when the feed concentration is increased, the mean crystal size decreases. The predictions are in reasonable agreement with the experimental data in the literature.     

搅拌槽内混合过程的模拟计算方法

利用CFD软件Fluent,对搅拌槽内的混合过程进行了模拟计算。通过整体监测槽内示踪剂浓度的最大、最小值的来计算混合时间,并定义混合体积描述宏观混合过程。结果表明:桨叶产生的流场分布—平行流与文献的PIV研究监测结果具有良好的一致性;整体监测得到的混合时间之间的差值较小;混合体积曲线能够从宏观的角度来分析搅拌混合过程。