导流板对旋风分离器内气固两相分离性能的影响

通过数值模拟对环形空间设有导流板的旋风分离器进行了研究. 与常规单入口旋风分离器相比,设置导流板显著改善了旋风分离器内的非轴对称流动,使流场的旋转中心与分离器的几何中心重合,从而抑制了旋风分离器内的涡核摆动现象. 气固两相模拟结果表明,加入导流板可明显提高旋风分离器的分离效率,尤其是对于粒径为5 mm的小颗粒,分离效率从53.4%提高到94.6%,捕集效率显著提高.     

不同排尘结构对导叶式旋风管内气固两相流动影响的数值研究

通过数值模拟的方法对3种不同排尘结构的导叶式旋风管内气固两相流场进行了研究。结果表明,直筒型排尘结构的排尘口处上、下行流交错容易产生返混夹带现象,对细颗粒的分离不利;锥形排尘结构可以增加旋风管内气流旋转强度,控制进入灰斗的下行气量,有利于分离效率的提高,但排尘锥内部存在环形旋涡,易磨损器壁;在排尘锥侧面开缝,可改善旋风管内流动分布状态,实现排尘区气固两相分流,进入灰斗内的气流更加稳定,从而有效减少颗粒返混夹带,提高旋风管分离性能。     

PSC型旋风管排尘锥内气固两相流的实验研究

分别采用五孔球探针测试仪与等动采样方法对PSC型旋风管排尘锥内三维流场及颗粒浓度场分布进行了测量,得到了排尘锥内气固两相流的分布特点,分析了对分离性能的影响规律,并对结构参数进行了优化设计。     

排尘锥结构参数对导叶式旋风管流动阻力特性的影响

通过阻力特性实验和智能型五孔球探针的测量实验,研究了排尘锥的锥度、长度及开缝结构对导叶式旋风管总压降和流场的影响规律,为排尘结构的优化以及新型高效低阻旋风管的开发奠定了实验基础。     

排尘锥开缝结构对导叶式旋风管内细颗粒分离性能的影响

在导叶式旋风管下端安装排尘锥,通过改变排尘锥的开缝结构来改变含尘气固两相流的流动状态,从而实现旋风管的减阻增效.通过对比分析排尘锥开缝结构的变化对旋风管的压降、分离效率及粒级效率的影响.得到排尘锥开缝有助于提高7μm以下细颗粒的分离效率.     

焦粒对乙烯装置旋风分离器内壁磨损形态的分析

独山子石化公司乙烯装置烧焦气焦粒分离器结构形式为旋风分离器。该分离器结构简单,且能够承受较高的温度和压力,在分离裂解炉烧焦气中的焦粒应用效果良好。然而,分离器内壁磨损已成为严重制约其运行周期的首要问题。乙烯装置烧焦气焦粒分离器拆解后发现其内壁磨损严重,且冲刷减薄具有局部性。针对分离器内壁磨损问题,采用理论分析和数值模拟的研究方法,分析气固两相流对分离器内壁磨损的原因,提出改进措施。     

1种侧壁开缝式防磨损旋风分离器性能模拟

针对旋风分离器壁面磨损严重的问题,设计了侧壁开缝式分离器。基于流体动力学软件进行了仿真模拟,对比分析了筒体侧壁开缝对分离器内切向速度、总压力、壁面附近颗粒含量以及分离效率的影响。模拟同工程案例描述相符,结果表明,开缝不改变分离器内的流场分布趋势,壁面颗粒含量分布明显降低,总分离效率不受影响。侧壁开缝式旋风分离器在防磨损方面较普通分离器有明显优势。     

防返混锥对双循环旋风器性能的影响研究

前面的研究表明,双循环旋风分离器的设计使得大于3μm颗粒的分离效率接近100%。本文通过CFD模拟软件Fluent 6.2对带有防返混锥的双循环旋风分离器内的压力场和颗粒轨迹进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较,模拟结果和实验结果基本一致。模拟得出防返混锥可使分离器的阻力系数增加12%,并减小灰仓内3μm以下颗粒的返混量。实验结果表明,进口气速在8～21m/s时,防返混锥可使主进口和回流口的阻力系数分别增加14.6%和11.8%;当进口平均气速在15～19m/s时,若采用主进口进料,防返混锥可使总分离效率提高0.15%～0.2%;若采用回流口进料,可提高1.5%～2%。     

旋风分离器内部气-固两相流场研究与发展

综述了旋风分离器内气体、粉尘运动概况及旋风器内气固两相分离模型相关理论研究,分析比较了各模型的建模思想和分析方法,并展望今后分离模型的发展趋势。     

旋风分离器两相流研究综述

综述了旋风分离器内部流场、颗粒运动和数值计算模型的理论研究发展历程。     

锥段长度对微型旋流分离器内流场影响的数值模拟

采用CFD软件FLUENT对3种不同锥段长度的微型旋流分离器中的液相流动规律进行数值模拟.模拟结果表明,随着旋流器锥体长度的增加,旋流器内切向速度降低,径向速度减小,轴向速度增大,压降减小,分流比增大.适当加长旋流器长度可获得较佳的分离性能,然而过分增加旋流器长度,分离性能反而会降低.     

入口挡板对旋风分离器内流动分布影响的试验研究

运用七孔球探针对直切型旋风分离器及入口加挡板结构进行了流场的测量,并对其内部流场进行了研究,指出了随挡板角度变化,流场的变化规律,结果表明随挡板角度变大,切向速度提高,切向速度峰值位置沿径向外移,下行流的轴向速度提高,上行流的轴向速度降低.     

直切式旋风分离器内非主流流动的研究

讨论了直切式分离器环形空间及排尘口附近二次涡流的非对称性及其形成原因,并研究了分离器处理量对二次流的影响关系。研究发现,随着分离器处理量的增加,芯管下口短路流量增加,无量纲短路流量保持不变,即短路流亦存在"自模化";排尘口附近的湍流强度随分离器处理量的增加而增强。     

旋风分离器的内部流场模拟分析

以旋风分离器内部流场模拟分析为基础,分别对1、30、100μm三种不同粒径的煤粉与滑石粉在分离器中的颗粒轨迹做了分析,首先得出其内部流场速度方向及大小的分布规律,从内部气流走势上看,分离器具有不对称性;从速度矢量图颜色上看,在分离器中心部分的气流具有强烈旋转,气流在壁面附近的位置速度快速降低。再得出不同粒径颗粒在分离器中的轨迹分布规律。为进一步的研究及改进旋风分离器的性能有参考意义。     

Effects of Flow Parameters and Inlet Geometry on Cyclone Efficiency

A novel cyclone design, named converging symmetrical spiral inlet (CSSI) cyclone, is developed by improving the inlet geometry of conventional tangential single inlet (CTSI) cyclone for enhancing the physical performance of the cyclone. The collection efficiency of the CSSI cyclone is experimentally compared with the widely used CTSI cyclone. The results indicate that the CSSI cyclone provides higher collection efficiency by 5%~20% than that of the CTSI cyclone for a tested inlet velocity range of 11.99~23.85 m/s. In addition, the results of collection efficiency comparison between experimental data and theoretical model are also discussed.     

径向入口结构的旋风分离器内三维流场的数值研究

采用雷诺应力模型(RSM)对径向入口结构的旋风分离器内气相流场进行了数值模拟。不同于传统的切向入口结构,径向入口设计使得新型旋风分离器在保证较高分离效率的同时更能适应高压下的作业,且降低了工程焊接难度。通过模拟结果与实验值的对比发现,RSM模型能很好地预测新型旋风分离器内部气相流场,且模拟结果表明:旋风分离器内部流场呈现非轴对称性,主要表现为沿轴向气流的旋转中心与旋风分离器的几何中心不重合,且在分离空间内各轴截面出现具有周期性的摆动涡核。分离空间内切向速度场以0.8倍升气管直径为边界,呈现自由涡与强制涡结合的兰金涡形式,随着入口角度和升气管直径比(dr=dr/D)的减小,切向速度增大,内外旋流区也随之变化。此外,升气管内切向速度呈"U"形分布,由于速度分布中心不断发生变化,亦存在摆动涡核且摆动频率较分离空间的大。     

旋风分离器内流场的非轴对称性特点

采用Fluent6.1软件提供的代数应力模型(ASM)计算了旋风分离器内的气相流场,并在此基础上讨论了流场的非轴对称特点.在旋风分离器的三维速度中,切向速度在环行空间具有明显的非轴对称分布,向下进入分离空间后很快发展为轴对称分布;轴向速度和径向速度在环行空间存在一定的非轴对称性,而到分离空间后基本上是轴对称分布了.旋风分离器内流场的这种非轴对称特点是由于切向入口的非轴对称结构产生的.     

环流式旋风除尘器内流场的数值模拟

采用 CFD 模拟软件 Fluent 6.2 提供的雷诺应力模型(RSM)对环流式旋风除尘器内的流场进行了数值模拟研究.并与热线热膜风速仪实验测试结果进行了比较.模拟结果与实验结果基本吻合.结果表明:环流式旋风除尘器特殊的流路设计,避免了内外旋涡的相互干扰,增强了旋转速度,规整了流形,减小了强湍流对性能的影响,消除了旋风除尘器易产生的短路流和二次返混,提高了除尘效率,降低了设备的压降.通过对影响除尘器性能的局部涡进行分析,为进一步优化结构提供了参考依据.     

输气站场多管旋风分离器流场分析

为了系统评价输气站场用多管导叶式旋风分离器的分离性能,模拟计算了入口速度7~27 m/s、颗粒密度1000~5000 kg/m3、颗粒浓度2.5~2500 g/m3、操作压力1~5 MPa条件下21管旋风分离器的分离效率和压降. 结果表明,多管旋风分离器的压降主要来自单管压降,约占整个压降的80%~90%,旋风子单独使用和并联使用时其流场分布规律相同,沿轴向对称分布,中心涡核处压力最低;分离效率和压降均随入口速度增大而增加,粒径为1~10 mm的固体颗粒分离效率从30.57%增加到63.86%,压降从9053 Pa增加到116864 Pa,在入口速度7~27 m/s范围内基本能除尽粒径大于6 mm的颗粒;随颗粒密度增加,分离效率增大,压降几乎不变;操作压力增大分离效率降低,而压降略增加. 各单管间进气量波动均不超过5%.