PV-E型旋风分离器性能试验研究

在PV型旋风分离器流场和浓度测定的基础上，分析了影响分离性能的主要因素。通过采用分流型排气管、预排尘结构以及优化高径比等措施，开发出了一种压降更低、效率更高的PV—E型旋风分离器。冷态试验结果表明，与PV型旋风分离器相比，PV—E型旋风分离器的出口浓度和压降分别降低约10％和20％。PV—E型旋风分离器的优良性能也得到了放大试验和实际应用的证实。     

某缸内直喷发动机油气分离模拟分析及实验验证

该文使用CFD仿真分析软件对某缸内直喷发动机油气分离器内气液两相流场进行了数值模拟,分析了三种不同结构(改进前后)迷宫式油气分离器的流动分布、压力损失,采用离散模型模拟油滴粒子喷射,假定油滴粒子与壁面碰撞后即被捕捉,进而得出不同直径油滴的油气分离效率,并设计了一个简单而有效的试验方法对油气分离器分离效率间接进行验证.结果表明,采用CFD软件模拟计算方法能够计算出油气分离器油气分离效率,获得的结果反映了流动本质,根据所需要的油气分离效率优化设计油气分离结构,满足最终产品要求.     

电动汽车涡旋压缩机内油气分离器的研究

通过数值模拟的方法研究了电动汽车涡旋压缩机在不同转速工况下,进口结构对油气分离器的流场和性能的影响.采用RSM模型对油气分离器内的气相流场进行模拟计算,同时利用DPM模型对4种分离器的油滴轨迹进行追踪.研究结果表明:进口结构变窄将促使油气分离器内部流场具有良好的对称性,并随着转速的提高,不同进口结构分离器的压降都呈抛物...     

旋风分离器排气管缩口半径优化的数值模拟

利用FLUENT中的RSM模型和DPM模型对不同排气管底口半径r的缩口式旋风分离器进行了内部流场的数值模拟。对结果的时均图进行分析,得到随着收缩半径r的减小,排气管入口面积在减小,轴向速度及切向速度均增加,速度的增加可使靠近中心的颗粒获得更大的离心力,因此被捕集的颗粒数增多。当半径r与排气管半径R比值为1~0.9时,分离效率提高不大,压降变化也较小,比值为0.8~0.5时,分离效率提高很多,同时能量损失也较大,在半径r逐渐减小的过程中,旋风分离器分离效率增加,压降增加。综合考虑,当r/R为0.6~0.5左右时,分离效率约为97%~98%,此时压降也较合理。     

煤液化热高分液控阀空蚀磨损耦合研究

采用煤液化热高分液控阀的实际操作条件、工艺介质和结构特性,基于两相空化流动方程、Lagrangian固体颗粒控制方程和RNG k-ε湍流模型,开展空蚀和磨损的耦合计算。计算结果表明:在阀芯的出口处,由于流速降低导致的分离现象,会出现回流区和空化带;在阀芯和阀座的间隙处,由于局部压力降低至液相的饱和蒸汽压以下,阀芯壁面存在明显的空化区域,易发生空蚀;阀座的近壁面存在高速固体颗粒的团聚现象,易发生磨损。实际失效案例与数值计算的结果基本一致,验证了数值计算的可靠性。     

螺旋式旋风分离器气-固两相流的数值模拟

借助FLUENT软件包,采用RSM模型,对螺旋式旋风分离器内气-固两相流场进行模拟分析。结果表明：内部流场较稳定;切向、轴向速度具有类对称性,在分离区呈螺线结构特性;压力损失较小,对粒径小于5μm的颗粒具有一定的分离能力。     

尺度解析湍流模拟方法在液力传动流动数值模拟中的应用

尺度解析模拟(Scale-Resolving Simulation,SRS)是指在一定尺度范围内对流动控制方程进行解析求解，理论上比全模化的雷诺应力平均(RANS)方法更先进。采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)中各种亚格子模型(Sub-grid Scale,SGS)和混合模型 Hybrid RANS/LES对液力元件包括：液力偶合器、液力变矩器和液力缓速器的内部流动进行了瞬态模拟。对比模拟结果与试验数据发现，SRS方法能够提高对液力元件外特性的预测精度，通过对复杂的瞬态流动现象的清晰捕捉，深入展示了描述流动机理的能力。SRS模拟表现出了工业应用的潜力。     

轴流式水泵非定常湍流数值模拟的若干关键问题

为准确捕捉轴流式水泵不稳定流场特征,采用雷诺时均法和大涡模拟方法对轴流泵非定常湍流进行数值模拟,并就相关问题进行深入研究。研究发现,与其他湍流分析方法相比较,大涡模拟方法在轴流泵非定常流场分析中具有更高的计算精度;同时将轴流泵进水流道与泵段一起进行流场计算后,发现叶轮进口的流动是极不均匀的,靠近弯肘形流道内侧的速度明显大于其他部位,这一现象与通常假定的轴流泵进口流动是均匀的设计与分析理论有很大区别。研究还发现,为了获得轴流泵流场内不同压力脉动频率成份,脉动计算的采用样时间应不少于8个旋转周期;轴流泵内部的水压力脉动幅值在叶轮附近区域沿半径逐渐增大,而在导叶出口之后沿半径逐渐减小。     

液压油箱用固液旋流分离器分离效率影响规律

颗粒物污染是影响移动装备液压元件及系统性能的主要原因之一,液压油箱考虑去除杂质功能会增加其设计容积,不利于液压系统轻量化设计。应用离心分离的原理,使不同密度的介质在高速旋转的流场中进行分级筛选,可快速去除液压油中大颗粒污染物,提高液压系统可靠性,提升过滤器使用寿命。由于旋流分离器中流场的流动形式复杂,预测旋流分离器内部的流场特性、颗粒运动轨迹十分困难。因此,研究旋流分离器流场流动规律和污染物旋流分离机理,可以为液压系统污染物分离和去除提供理论基础。针对固液旋流分离器的流场分布规律和污染物分离效率的影响规律展开研究。根据旋流分离理论设计了固液旋流分离器结构,分析旋流分离器不同直径和长度下,固液旋流分离器轴向速度、切向速度的分布规律,通过粒子图像测速法对仿真结果进行试验验证,得到结构参数对分离效率的影响规律。结果表明,当中心的轴向速度为负值、壁面附近的轴向速度为正值时,切向速度越大,越有利于分离液压油中的颗粒。该研究结果可对液压油箱用固液旋流分离器的结构设计提供理论指导。     

喉管直径对旋风分离器性能影响的仿真研究

采用数值模拟方法研究了在普通Lapple型(d/D=0.5)旋风分离器气流出口处外加不同直径的喉管结构对于其流场及性能的影响.采用雷诺应力模型(RSM)模拟旋风分离器内的各向异性湍流,同时采用拉格朗日颗粒追踪(LPT)模型计算颗粒运动.结果表明,喉管直径能有效控制内旋涡的大小,从而影响旋风分离器的性能.随着喉管直径减小...     

Experimental research on cyclone performance at high temperature

To predict the influence of operating temperatures on cyclone performance, an experimental investigation was conducted on particle separation in a reverse flow, tangential volute-inlet cyclone separator with a diameter of 300 mm and with air heated up to 973 K. The test powder silica has a mass median diameter of 10 um, while inlet velocity range was 12–36 m/s. Both the separation efficiency and pressure drop of the cyclone were measured as a function of the inlet velocity and operating temperature. At the same inlet velocity, both the separation efficiency and pressure drop decrease with increasing temperature. In addition, optimum inlet velocity, at which the cyclone has its highest separation efficiency, tends to increase with a rise in temperature. An analysis on our own data and published results has shown that the fractional efficiency of a cyclone is a definite function of dimensionless numbers such as the Stokes number, the Reynolds number, the Froude number, dimensionless cyclone inlet area, and dimensionless outlet diameter. A nondimensional experimental correlation of the cyclone performance, including the influence of temperature, was obtained on the basis of our own previous work. The prediction of the influence of temperature on separation efficiencies and pressure drops is in fairly good agreement with experimental results. __________ Translated from Journal of China University of Petroleum, 2006, 30(3): 97–100, 105 [译自: 中国石油大学学报 (自然科学版)]     

双钩波形板分离器的冷态试验研究

对双钩波形板分离器进行了冷态试验研究,对不同入口速度下波形板的总分离效率、单级分离效率和压降进行了分析,并对不同入口湿度下的总分离效率进行了研究。结果表明:在低速时,提高入口速度有助于提高分离效率,但流速超过临界破膜速度(6m/s)后,二次携带现象明显,导致分离效率降低;增加波形板入口湿度时,总分离效率呈先增后减的趋势;波形板前三级的分离水量显著高于后三级;入口速度对波形板压降的影响较为明显。试验结果对波形板分离器的优化设计具有一定的指导意义。     

复合T形管内稠油-水预分离性能的研究

气液或液液两相流通过T形管时会发生相分配不均现象,其相分配不均程度与介质物性、T形管结构及工作参数有着密切关系。以稠油和水为工作介质,采用含有3个分支管的复合T形管分离器进行稠油-水两相分离特性试验研究。结果表明:复合T形管在稠油-水预分离方面具有一定的可行性。试验工况范围内,随着入口流速和分流比的减小,下水平主管出口的含水率增加,分离效率较高;增加入口含油率在一定程度上能够提高稠油中游离水的脱除程度,而分离效率呈现小幅度的增加趋势;当入口含油率为10.67%和17.5%,分流比接近入口含油率时,上水平管出口含水率可以降到30%以下,满足电脱分离器深度脱水的进液要求。     

Effects of geometrical parameters of an oil-water separator on the oil-recovery rate

As the economical and environmental damages due to the accidental oil-spills in marine environment increase gradually, more active countermeasure needs to be developed. In this respect, in the present study, we propose a new design of oil-water separation system and investigate the effects of several geometrical features on the oil-recovery rate, based on a two-dimensional numerical simulation. The working mechanism of current separator is to utilize the density difference between the oil and water, which is strengthened by adding momentum to the oil-water mixture flow through a “U-shaped” passage. Along the flow passage, we locate additional parts such as baffle plate, weir plate, and water outlet. While optimizing the conditions of these to maximize the oil recovery, it is found that the formation and stable retention of water layer between the water outlet and weir plate is critical to separate and store the above-layered oil. Finally, these findings are further confirmed with a basic experimental test with a three-dimensional oil-water separator model.

     

一种高效油水分离器的应用

针对传统油水分离器达不到分离要求的问题,介绍了一种高效油水分离器,通过调节重液出料堰的高度,适应组成与密度变化的混合液的分离,同时混合液的宏观流动方向与轻重液的分离方向垂直.应用表明：该油水分离器混合液组成调节范围宽,生产负荷调节范围宽,返混程度低,分离效果好.     

基于准k-ε-v~2/LES模型的汽车外流场数值模拟

采用RANS/LES混合模式对汽车外部的平均流场进行计算分析。采用三方程的k-ε-v～2湍流模型作为RANS/LES混合模式中的RANS部分。针对k-ε-v～2湍流模型中的正应力(v 2)输送方程以及用于构造松弛函数f22的椭圆方程引起数值计算不稳定等问题,根据Boussinesq假设和量纲一分析对微分形式的v 2方程进行合理的简化,推导出代数形式的正应力v 2方程以及新的湍动粘度方程。最终获得新的准k-ε-v～2/LES混合模型,并将其应用于汽车外部流场计算仿真中。准2k-ε-v～2/LES模型的控制方程借用商业软件Fluent中的Realizable k-ε/LES模型中的k方程和方程,并采用Fluent UDF将代数形式的v 2方程以及新的湍动粘度方程写入计算程序中。计算结果与其他RANS/LES混合模型、完全大涡模拟以及风洞试验进行对比分析,结果表明,在同等的计算条件下该混合模型能更加准确且高效地模拟车身表面的气流分离以及尾部流场。     

双级分离式旋风分离器数值模拟及试验研究

运用FLUENT软件对3种采用不同二次分离元件直径尺寸的双级分离式旋风分离器模型进行了数值计算,研究分析了其内部流场特性和以旋流切向速度为代表的主要参数的变化规律,在考虑压差阻力和分离效率权重的基础上,得出二次分离元件的最佳直径尺寸,并与模化试验结果进行对比,确定了最优性能的双级分离式旋风分离器结构方案,为优化其结构参数并提高其性能提供理论指导和参考。     

风扇磨煤机出口流量调整的分析

通过对风扇磨煤机的出口流量与磨机的出力关系的分析,指出了磨机的出口流量调整,对节约高温炉烟的能量,提高锅炉的热效应的重要性。传统风扇磨煤机的出口流量是不可调整,因此选择流量时,只能按最大出力选。由于传统风扇磨煤机风量不可调整,因此出口流量降不下来,结果造成增加了系统的一次风量;分离器的出口煤粉颗粒变粗,导致造成能源浪费。随着发电机组功率的增加,大型风扇磨煤机要求出口风量成倍增加,因此风扇磨煤机出口流量调整对于节约能源,提高磨机工作效率有着重要意义。     

Numerical simulation and analysis of flow characteristics in the front chamber of a centrifugal pump

We performed numerical simulations to study the flow characteristic in a centrifugal pump based on the RANS equations and the RNG k-ε turbulent model. The flow field, including the front and back pump chambers, the impeller wear-ring, the impeller passage, the volute casing, the inlet section and outlet section was calculated to obtain accurate numerical results of fluid flow in a centrifugal pump. The flow characteristic was studied from the internal flow structure in pump chambers, the radial velocity at impeller outlet as well as the pressure inside of the pump, the circumferential velocity and the radial velocity in front pump chamber. The variation of flow parameters in internal flow versus flow rate in the centrifugal pump was analyzed. The results show that the overall performance of the pump is in good agreement with the experimental data. The simulation results show that the distribution of flow field in the front pump chamber is axial asymmetry. The energy dissipation at the impeller outlet is larger than other areas. The distribution of the circumferential velocity and that of radial velocity are similar along the axial direction in the front pump chamber, but the distribution of flow is different along the circumferential and the radial directions. It was also found that the vorticity is large at the impeller inlet compared with other areas.     

基于Fluent的卸压阀内部流场特性数值研究

应用Fluent软件对卸压阀内部流场进行数值仿真分析。以饱和水蒸气为介质,基于壁面函数法和Realizable k-ε湍流模型,分析不同开度、不同进出口压力下阀体内部流速、压力、流量等变化特点。研究表明,随着开度增加,进出口压降呈线性降低,流速变化趋于稳定,出口流量更大。本研究可对卸压阀优化设计提供技术支持。