基于Fluent的对旋轴流通风机内部流场分析北大核心

利用Gambit建立对旋通风机数值模拟模型和计算网格,在Fluent软件平台上,采用Interface边界条件处理计算模型中不同区域间的交界面,SIMPLE算法耦合压力速度,Segregated隐式算法求解Navier-Stokes方程,在定常条件下对对旋通风机内部流场进行了全流道数值模拟。同时结合模型机的试验结果,模拟预测了模型机的气动性能,得到内部流场速度分布情况、压力分布状况和湍流强度分布特点,揭示了对旋通风机的内部流动特征。可为对旋通风机流道设计及内部流动控制提供参考依据。     

对旋式通风机全流道与单流道内部流场的对比分析

分别建立对旋式通风机全流道模型和单流道模型,应用标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,求解三维时均雷诺N-S方程,对对旋式通风机全流道和单流道进行三维定常湍流流场的数值模拟,得到前后级叶片压力面与吸力面、3个轴向位置截面的压力分布图。将二者结果对比分析发现:由于两级叶片的交互作用,从全流道的计算结果可以看出,叶轮流道截面图上的压力并未显示出良好的周向对称性,并且单流道模型的设定只是一种近似,所以若要获得更为全面准确的流场信息,应选用全流道模型进行数值模拟。这也为对旋式通风机计算模型的选取提供参考。     

矿井大型轴流式通风机整机流场的数值模拟

针对矿用两级轴流式通风机建立整机几何模型,选用非结构化网格,通过求解三维N-S方程对其全流场进行了数值模拟。主要分析了通风机内部特定面处的压力场、速度场及涡量场的分布,揭示了轴流式通风机内部流场的基本特性。数值模拟结果可为通风机的设计参数优化和内部流动优化提供参考,对提高轴流式通风机的整体性能和运行安全性具有重要的工程应用价值。     

进气型式对压入式矿用对旋主通风机内部流动及性能的影响

为了研究3种进气型式对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型结合自动近壁面处理方法,对包括进气风道在内的压入式矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,并应用FFT技术对风机叶轮内部的瞬态压力变化进行频谱分析,得到叶轮流场内部的压力脉动频谱。分析结果显示,相对于无畸变进气型式,弯管畸变与复杂畸变进气型式严重恶化了对旋风机叶轮上游进气风道内的流场,从而显著降低了风机的性能;而且,第二级叶轮内部流场的压力脉动幅值最大,气流沿周向的流动不均匀性增加。     

除尘通风机叶栅及后流道流场的数值研究

采用Realizable湍流模型和压力边界条件对除尘通风机叶栅及后流道流场进行了数值计算。通过分析和研究数值计算结果,揭示了其内部流场的基本特征,为除尘通风机的改进和优化设计提供了依据。     

轴流式通风机内部全流场的数值模拟

针对一台2K70型轴流式通风机从集流器进口到扩散器出口的内部的三维全流场做了定常的数值模拟。该模拟在整个计算区域使用非结构化网络,采用RNG K-ε湍流模型和压力边界条件。在此基础上运用CFD软件进行定常的数值计算,模拟结果揭示了轴流式通风机内部全流场的一些基本特征,其结果可为通风机内部流动的优化提供参考。     

基于定常计算的轴流式通风机内部全流场数值模拟和性能预测

针对2K70型轴流式通风机从集流器进口到扩散器出口的内部三维全流场做了定常的数值模拟。该模拟在计算区域采用非结构化网格,选用标准的k-ε湍流模型和压力边界条件。模拟结果揭示了轴流式通风机内部流场的一些基本特征,根据这些特征对该通风机的整体性能做了有较高精度和可靠性的性能预测。预测结果可为内部流动优化提供参考。     

矿用两级轴流通风机流场的数值模拟方法

建立矿用两级轴流通风机流场模型,选用RNG k-ε湍流模型、SIMPLE算法和非结构化网格,通过求解三维N-S方程对流场进行数值模拟。揭示了轴流风机内部流场的基本特性,主要分析风机内特定面的压力场、速度场、涡量场及压力脉动分布。可为风机的优化设计提供参考。     

矿用对旋式通风机扩散塔气动性能分析与结构改进设计

以矿用对旋式轴流通风机扩散塔为研究对象,应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对通风机气动性能进行三维流场模拟。通过对仿真结果的压力和流速分析,找出扩散塔结构设计中存在的不足,提出了带导叶的流线型扩散塔结构改进方案,可有效遏制扩散塔出口处回流的形成,改善通风机流道内气流的流动状况,提高对旋轴流式通风机的气动性能,并降低噪声。     

对旋式通风机内部流动数值模拟及分析

以设计的对旋式通风机为模型,利用Fluent软件对风机进行性能仿真,模拟风机在不同流量时的内部流场。通过流道内速度矢量图、背风面压力图和整体流线图分析得出:随着流量的减小,风机内流场逐渐恶化,叶顶泄漏涡流、级间旋涡逐渐增大,影响区域逐渐增大。     

分级过程中的逆流和错流

考察了分级过程中颗粒所受的力场和介质流体的流动场,分析和比较了与之对应的两种不同形式的分级,在此基础上,对这两种分级形式的原理、特点、分级粒径的影响因素、分级效率和能耗等进行了探讨。     

叶片分离器改善对旋式轴流通风机小流量特性研究

通过对对旋式轴流通风机小流量特性的分析,并利用实验验证分离器能够控制和改善对旋风机小流量内部流动特性,从而获得叶片分离器设计和使用的一些关键技术。     

采空区气体流动状态与渗流模型

20世纪80年代初,对采场自然发火问题的研究主要集中在发生火灾的治理技术上,到90年代,波兰学者Marian Branny等将采空区渗流、弥散、低温氧化以及热传导等过程联系起来进行研究,并初步形成了采空区自然发火数学模型的雏形。我国利用数学物理方法研究采空区风流状态是借鉴地下水渗流模型来研究采场空气流动规律。通过对方程的各种边值问题的数值方法求解得到气体流动状态,如风压、流线、流速的分布,为采场自燃趋势预测及位置判断提供了数学分析依据。     

对旋式通风机基于定常流动的全流场数值模拟

针对矿用对旋式轴流风机,选用RNGk-ε湍流模型和SIMPLE算法,在求解区域采用非结构化网格,通过求解三维N-S方程对其全流场三维湍流进行了定常的数值模拟,揭示了对旋风机内部流场的基本特性,数值模拟的结果对提高旋风机的整体性能和运行安全性具有重要的工程应有价值。     

上升流水力分选机流场的研究

文章借助PIV技术对上升流水力分选机内的流场进行了测量和分析,形象化地揭示了流场的流态、各个区域的速度分布以及涡量场的大小,为重力分选的理论研究工作提供了一定参考,为以后检验数值模拟结果提供了依据,对实践应用和优化分选机结构参数具有现实意义。     

轴流式止回阀内流场计算与分析

为了研究轴流式止回阀的流动特性,基于UG建立了内部流场模型,利用Fluent软件对止回阀内部流场进行了数值模拟,计算出止回阀内流场的压力云图和速度云图,分析其流阻大小的影响因素,得出轴流式止回阀具有流阻小等优点;并与试验结果作对比,结果表明两者基本吻合,验证了数值模拟的可行性和有效性,为轴流式止回阀内流道的优化提供理论依据。     

JJF浮选机气-液两相流流场特性研究

为深入研究 JJF 型浮选机的流场特性及气泡分布均匀性,基于标准 k-ε 湍流模型和 Euler-Euler 双流体 模型,结合 CFD 理论对气-液两相流流场特性进行数值模拟,研究了 JJF-0.2m³自吸气浮选机的速度场、压力场、气 含率以及气泡分布均匀性。模拟结果表明：转子转速提高,平均气含率随之提升,形成的气泡越多;气相、液相的速 度矢量图基本一致,沿中心转轴呈对称式分布,混合流体流动形成大范围的涡流,形成的气泡更多;槽内压力主要 集中在竖筒与循环筒上,内部存在较大的周向流,转子区域压力降低,转子使用寿命增加;转子区域的气含率随着 高度的增加而增加,达到最大值后逐渐降低并趋于稳定,达到稳定状态下的气含率分布均匀且对称,气泡分布均匀 且对称,转子与定子区域的气泡在运动过程中与矿浆充分混合,有利于气泡和矿粒间的接触、碰撞和黏附,气泡矿 化效果提高,进而可以提高浮选生产效率。     

非均质流水平管道临界流速研究

通过液、固两相流速度、水力坡度等新的理论体系, 就水平管道临界流速提出了新的理论分析方法及其关系模型, 此模型将能较为准确地预测沉降性浆体的管道临界速度。     

流量对离心泵内部流场的影响

借助Fluent软件,基于三维Navier-Stokes方程和标准k-ε模型,采用多重参考坐标系和Simple算法对IS80-50-315离心泵内三维湍流流场进行了数值模拟,得到了不同流量下离心泵内的速度分布和压力分布,研究了流量对离心泵运行性能的影响,研究结果为离心泵的设计提供了有益的参考。     

高温环境下料浆大流量输送管流特性研究

为分析大流量管道输送过程中温度上升对料浆管流特征的影响,得出高温环境下料浆最佳输送管径及初始流速等参数,建立了充填料浆输送L管模型,基于流变试验获取料浆塑性黏度和屈服应力,利用COMSOL数值模拟软件分析了高温环境下不同温度、管径以及初始速度对应的管流速度场特性。结果表明：随着温度升高,充填料浆屈服应力以及塑性黏度随之降低;在弯管与水平管相接处,流态不稳定,料浆速度层出现较大变化,由塞流推进转化为速度自上而下递增的流动模式,易造成堵管、爆管;温度提高会导致中心最大流核区面积减小,温度为40、50、60 ℃时,最大流核区径向长度分别为0.09、0.07、0.05 m,减小率为22.2%,最大流速随之增加,当温度为40 ℃时,径向最大流速为2.978 m/s,温度增加至60 ℃,最大流速增大至3.135 m/s;随着管径增大,塞流最大流速区面积增加,管径为200 mm、240 mm时,最大流速区径向长度分别为0.1 m、0.12 m,最大流速随之减小,管径自200 mm增大至240 mm,最大流速由2.977 m/s变为2.876 m/s;随着进口速度增加,料浆中心最大流速区域增大,对塞流区域面积大小影响较小。基于上述试验成果,为减少输送阻力损失,提高矿山效益,建议矿山输送料浆参数选取温度40~50 ℃,管径200 mm,初始流速2.5 m/s。上述分析可为矿山充填设计及进一步研究管道输送流态问题提供一定的理论依据。