非牛顿流体在双螺杆反应器中流动特性的三维流场分析

利用大型有限元软件包ANSYS,对非牛顿流体在双螺杆反应器中的流动进行了三维流场分析,采用幂律模型求出了流道的速度场、压力场和粘度场,并对这些参数在3个跟踪点随螺杆转速和进、出口压差的变化进行了记录。研究结果对双螺杆反应器的优化设计和聚合物挤出加工有一定的理论指导意义。     

工业布袋除尘器三维流场的数值模拟

采用计算流体力学方法对2×330 MW的布袋除尘器进行三维数值模拟分析,考察整个除尘系统的烟气流量分配、速度及压力的内部分布规律。通过对烟道入口和进风支管导流板的优化设置,使3个除尘室18个除尘单元内的烟气流量分布情况得到了极大改善,烟气流量分配系数控制在1±0.05之内。这一方法及结果可为同类除尘器中导流板的设计和改进提供参考。     

木塑同向双螺杆挤出机的设计

针对木塑挤出的工艺特点,介绍了木塑同向双螺杆挤出机的设计方案,对主要零部件的结构设计做重点介绍。     

聚苯乙烯反应器流场和温度场数值模拟研究

在役聚苯乙烯反应器内,物料的温差较大,产品质量不稳定,需要对该设备进行技术改造。利用CFD软件包ANSYS/FLOTRAN计算了该反应器内物料的流场和温度场,找出了设备可能存在的问题,为下一步的设备改造提供了理论指导。     

双层涡轮搅拌桨三维流场数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件,采用标准k-ξ紊流模型,分析了非稳态情况下双层涡轮搅拌槽内流体的三维紊流流场、紊流动能及能量耗散,讨论了不同桨间距对流场、紊流动能及能量耗散的影响。     

搅拌槽内三维流场的CFX5数值模拟

在CFX5软件平台上 ,采用旋转坐标系和k ε双方程湍流模型模拟某实际工业搅拌槽内的流体流动状态。对计算结果的分析以及与实际性能的对比表明 ,CFX5计算结果能够提供搅拌槽内流体流动相当准确的数学描述。CFX5能为搅拌槽及其同类设备的新品研发、工业放大以及已有产品的优化改造提供方便快捷、功能强大的数学工具。     

双螺杆挤出机齿型螺纹元件三维流场分析

齿型元件是啮合异向双螺杆常用的混合元件.利用ANSYS有限元分析软件对异向旋转齿型元件进行了三维等温非牛顿流场分析,讨论了齿型元件齿数对质量流量和回流量的影响.结果表明,齿型元件具有较强的分流能力和分布性混合能力,但分散性混合能力较弱.     

PV型旋风分离器内三维流场的数值模拟

采用雷诺应力模型(Reynolds stress model，简称RSM)，在三维贴体坐标系下采用SIMPLE算法求解控制方程，应用Fluent程序数值模拟PV型旋风分离器内三维流场。计算结果与实测值相吻合，轴向速率在中心处有滞流、回流，环形空间顶部有二次流，排气管末端有短路流。随着排气管直径的减小，切向速率增大。     

管道清管器旁通流场三维数值模拟分析

为探究清管器与管道内壁间存在旁通时流场分布情况,进而为提升其清管效率和通过安全性提供依据,利用ICEM CFD软件建立旁通流场三维模型,采用FLUENT软件中的标准k-ε模型进行数值模拟分析。分析结果表明:在产生旁通状态下,高速流体通过旁路,对管道内壁产生强剪切作用,流过清管器后,在下游形成涡流区。压力场分为上游高压区、清管器中压区、头部低压区和下游稳定区;旁路上和轴线上最大流体速度随间隙量的增加而减小,流场压降及所受的驱动力随间隙量的增加而急剧减小。对比可知:两种类型的清管器旁路上最大流体速度、驱动力大小随间隙量的变化大致相同;在相同间隙量下直板式清管器轴线上的流体速度更大,且旁路上的流体对管道内壁产生的剪切作用也更强。研究结果可为清管器在发生旁通状态下的通过安全性提供参考。     

轴对称淹没水射流流场的数值模拟

根据轴对称淹没水射流破岩条件建立了流场的物理模型和数学模型 ,采用计算流体动力学的有限元软件ANSYS ,对紊动射流流场进行了数值模拟 ,说明轴对称淹没冲击射流流场结构包括射流区、漫流区、涡流区和冲击区 ;在离冲击面较远的区域内 ,射流区呈一定锥角线性扩展 ,与自由射流结构相同。射流在靠近被冲击面处有明显的收缩趋势 ,射流的上半段表现出自由射流的结构特征。被冲击表面上的滞止压力随着喷距和冲击半径的增大而迅速衰减。射流流场数值模拟结果与前人的实验结果吻合。     

双环径向反应器流场模拟

与传统的径向反应器相比,双环径向反应器具有床层压降更低、流程更短、流通面积更大的优点。本文根据Ergun方程和连续性方程,建立了双环径向反应器流体力学二维数学模型,来描述反应器中的流体力学行为。采用超松弛迭代法(SOR)来求解二维流体力学模型,并利用Powell算法确定内环隙中流体向内外侧催化剂床层分流分配的最优值。模拟结果显示出不同反应器尺寸下气体沿轴向布气均匀度和重时空速的变化趋势。该模型不仅可以用来分析现有工业脱氢反应器结构设计的合理性,还可以为新的双环径向反应器设计提供定量的参考依据。     

聚乙烯环管反应器内轴流泵空化流场特性模拟

建立了轴流泵-聚乙烯环管反应器的耦合模型,基于计算流体力学(CFD)模拟方法,研究了真实工况下进口流量与空化数对轴流泵流场特性的影响。结果表明,随着轴流泵进口流量减小,轴流泵临界空化数逐渐增大。当轴流泵内空化数小于临界空化数时,泵性能随着空化数的减小大幅度下降。为保证轴流泵能在高性能工况下运行,建议环管反应器内轴流泵空化数不低于25。同时发现,空化导致泵内液体流动轨迹发生偏移,引起流动分离现象,严重时甚至产生大量涡旋,使得轴流泵流场变得更加复杂与不稳定,造成大量能量损失,使得轴流泵性能变差。研究结果可为解决工业环管反应器内轴流泵运行不稳定的问题提供理论指导。     

搅拌桨排列方式对流场影响的有限元分析

利用有限元法分析了搅拌釜反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了3层搅拌桨3种排列角对物料流动特性的影响。结果表明,搅拌桨排列方式会对流场产生比较大的影响。排列角为120°的3层搅拌桨混合效果最好,其次是排列角为90°的3层搅拌桨,而搅拌桨排列角为0°的在役反应器的混合效果最差。实践证明,在反应器内采用排列角为120°的3层搅拌桨之后,产品质量得到了改善,减少了搅拌时间,提高了生产效率。     

PDC钻头旋转流场与非旋转流场的模拟对比研究

在钻井过程中,当地层较软且含有大量黏度较高的物质时,如果不能及时排出岩屑,容易产生泥包,从而降低钻头钻速。对PDC钻头的旋转流场与非旋转流场进行数值模拟仿真,并通过DPM模型模拟岩屑在井底的运移。研究表明:岩屑的运移轨迹在旋转流场与非旋转流场的环空部位存在明显差异;旋转流场岩屑侵蚀刀翼背部较多,非旋转流场岩屑侵蚀齿面较多;刀翼冠部区旋转流场的速度相比非旋转流场的速度较小,刀翼内锥区旋转流场的速度相比非旋转流场的速度较大。     

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自激振荡腔室是产生自激振荡脉冲射流的重要条件，振荡腔室的结构参数、流体流动参数、有效反馈条件及流场特性直接影响脉冲射流的瞬时冲击力。文章在理论与实验研究的基础上，采用标准的K-ε模型，应用有限元软件ANSYS进行了腔室内三维流场的数值模拟，并根据结果作出了流场速度分布图及压力与各影响因素的关系图。模拟结果与室内台架实验对比表明，数值模拟能很好的反映流场的分布及腔室压力与各影响因素之间的关系，对进一步研究有指导意义。     

泡沫发生器内部流场的数值模拟

泡沫流体广泛应用于酸化、冲砂洗井、堵水等作业中,泡沫发生器的结构直接影响泡沫流体的质量以及应用效果。通过对射流式和同心管式泡沫发生器内部流场的数值模拟,得到了泡沫发生器内部的速度分布、气液相分布和压力损失。由模拟结果知,射流式泡沫发生器的泡沫均匀程度要好于同心管式泡沫发生器;在一定范围内气液相入口的速度对出口泡沫流体的均匀程度影响不大,但对压降损失影响较大。在设计泡沫发生器时,应该根据泡沫产生速度的要求调整泡沫发生器入口尺寸,降低发生器的压降损失。     

固定节流阀流场数值模拟研究

应用有限体积法,借助FLUENT分析了突然收缩和突然扩张型固定节流阀在节流孔孔径为14mm时的流场特性,揭示了流线、速度、压力分布,讨论了节流孔长度、孔径对压降的影响.提出了一种新型节流阀结构,可有效增大压降,为固定节流阀结构优化及性能改善提供参考依据.