胶乳分离机高速转鼓内流场的数值分析

为了得到胶乳分离机高速转鼓在离心力场作用下的内部流场规律,建立胶乳物理特征、转鼓结构及转速与流场压力、速度之间的相互关系。基于FLUENT软件,对仿真建模、边界条件设置、计算方法进行了研究;选择混合多相流和层流模型,利用转鼓流场二维模型对内部流场进行了数值模拟,分析得到了流场的压力云图、速度云图以及出流区速度矢量图,定量评价了不同转速下流场压力、速度的变化,提出了一种利用特征参数验证模型的方法。分析结果表明:转鼓内流体压力、速度与流体所处半径成正比,流体速度、压力分别与转鼓转速呈一次、二次正比例关系,在工作转速下最大液体压力为10.4 MPa,重相出流区比轻相出流区存在更明显的漩涡现象,碟片间隙内液体流动状态为层流,仿真结果与理论计算值、文献压力数据及特征参数实测值较一致,验证了分析模型和分析方法的有效性。本研究为胶乳离心分离工艺、转鼓流场及结构优化提供了理论依据和分析方法。     

碟式分离机模型转鼓压力场速度场数值模拟

为探究碟式分离机转鼓高速离心流场特性,以胶乳分离机转鼓为研究对象,建立具有30张碟片和完整结构的缩小转鼓三维物理模型,通过网格划分、边界条件设置,运用流体FLUENT软件中的混合多相流和标准湍流模型,对转鼓内压力场和速度场进行了数值模拟与分析。结果表明,压力云图和速度云图呈现了进料、碟片分离、重相和轻相区域的压力和速度变化规律,喇叭管下方呈负压状态,重相、轻相沿出料路径压力逐渐递减,出口区域均呈负压状态,压力与半径呈二次型正比关系,速度与半径成正比关系。在7 250 r/min转速下,在转鼓体内壁处出现最大液体压力,最大压力仿真值为6.5×10~5Pa,最大速度出现在转鼓体内壁处,其仿真值为37.9 m/s,喇叭管内液体速度值最小,重相、轻相的速度沿各自排料路径逐渐下降,在总速度中周向速度起主导作用。研究方法和结果为深入研究离心机流场、结构强度优化等具有指导意义和借鉴价值。     

碟式离心机内流场及固液两相分离过程的研究

以碟式离心机为研究对象,建立了其转鼓内20层碟片间隙以及沉渣区域的三维物理模型,用流体分析软件FLUENT对转鼓内固液两相分离过程进行了数值模拟,并进行了分离效果的试验验证。结果显示,周向速度上,固液两相速度基本相同,在碟片间隙液体相对碟片滞后小,转鼓沉渣区域液体运动相对转鼓滞后较大,且滞后程度随转鼓转速的增加而增加;固液两相在径向上存在速度差;模拟得到的转鼓内最大离心液压比理论计算得到的结果小;碟片进料颗粒浓度逐层降低,碟片排液口浓度也逐层减小;在碟片进料孔附近会出现进料分布不均的现象;两相分离效率随着转鼓转速增加而提高;试验测得的分离效果与模拟结果较为吻合。研究结果对碟式离心机转鼓的有限元分析以及分离过程的优化具有指导意义。     

螺旋离心机的分离能力

螺旋离心机在各种不同工艺过程中得到了越来越广泛的应用,因此离心机内流动过程的理论分析问题很为重要。目前所知的大量实验工作是研究螺旋离心机转鼓内液体和悬浮液液流的特点,但是对问题的理论观点的阐述却很少,特别是对液流的流体动力学的研究显得更差。按沉淀相微粒组份数量计算的螺旋离心机分离能力等的简便计算公式尚未见到。本文提出的目的专为在某种程度上填补这个空白。下面对三个相互有关的问题进行探讨:1.受旋转的外转筒和内转筒所限制,并作附加轴向移动的液流的速度场和压力场的分析(这同具有浸没表面的液流模拟性状相近似),在外部受转筒限制的以及受到施加在自由表面的圆     

管式高速离心机速度场研究

研究了管式高速离心机转鼓内物料流动的速度场,用因次分析法分析于二维流量流,同时也考虑了滞后滑动、二次流旋涡及哥氏力等因素的影响,使理论计算更接近于描会真实的流动。     

基于多物理场耦合的高温掺合阀温度场数值模拟研究

为了研究柱塞式高温掺合阀在实际生产中流体域内温度场、速度场、压力场及阀耦合温度场的分布规律,分别采用理论计算方法和基于ANSYS的有限元方法对实际生产工况条件下该阀的流场、温度场进行耦合计算.给出了理论计算过程,为模拟分析提供依据,给出了流体域内温度场、速度场、压力场及阀耦合温度场的计算过程和结果.结果表明:阀内流体域...     

上悬离心机沉渣堆积的流场仿真分析

为了解沉渣堆积过程及堆积状态,判别上悬离心机设备性能,优化冲渣喷嘴布置,采用流体计算力学技术对上悬离心机在稳定工况下的内部沉渣进行仿真分析,通过试验验证了仿真计算的准确性。研究结果表明,沉渣堆积于转鼓上部且在立板的作用下相对均匀,为转鼓立板结构设计与喷嘴布置提供了可靠的理论依据。     

三相卧螺离心机油水分离的CFD分析

采用计算流体动力学(CFD)方法和计算软件FLUENT对分离含油废水的三相卧式螺旋卸料沉降离心机油水分离进行数值模拟。基于离心机转鼓结构与流体流动方式的简化进行物理建模,对离心机油水分离稳态进行分析,确定排水孔宽度以及溢流口轴向宽度对离心机油水分离效率的影响。模拟结果表明:在油相溢流口附近,油水两相的粘度差和速度差导致分层界面处存在摩擦剪切应力,从而导致部分水相跟随油相溢流。适当调节排水孔宽度增大该处流量可以提高离心机的油水分离效率;增大溢流口轴向宽度可以减缓流体溢流速度,减小油水两相之间的摩擦力,从而减少水相跟随油相溢流、提高离心机的油水分离效率。模拟方法和结果可以为三相卧螺离心机的结构设计提供更多参考。     

ФМБ—633—К1过滤式离心机转鼓强度的计算

库尔干机械制造学院对离心机转鼓(图1,a)强度的计算方法进行了研究,(这种离心机的转鼓上作用有回转构件质量产生的惯性力和被处理物料的压力),结果表明,当忽略壳体两端连接环的影响及转鼓的平板型零件的径向挠性时,构件的应力状况发生变化,即边缘     

卧式螺旋卸料沉降离心机内部流场与分离性能的研究

卧式螺旋卸料沉降离心机在固液分离领域应用广泛,但由于内部流动复杂、结构封闭且高速旋转,传统的理论与试验方法均无法对其内部流动进行准确描述。本文在合理的简化和假设基础上,应用计算流体动力学软件Fluent,采用SRF转动模型与RSM模型、Mixture多相流模型相结合的方式,对卧螺离心机内的两相流动进行了三维稳态计算,得到了转鼓内的流场和固相体积分数分布。结果显示,轴向速度方向在靠近转鼓壁面处指向转鼓小端,在靠近螺旋内筒处指向转鼓大端,分布受锥段结构影响较大;径向速度复杂多变;颗粒的沉降过程主要发生在转鼓沉降区;转鼓柱段的固相含量少,溢流澄清、固相回收率高;转鼓锥段固相含量集中,且越靠近出渣口的固相体积分数越高。经验证,模拟得到的固相回收率与出渣含固率均接近实际运行情况,说明采用数值模拟方法预测离心机的分离性能具有可行性。     

刷密封内流动与密封特性的研究

应用阻抗力表示刷丝内气体流动的体积力,建立了刷密封内流动的流体动力学模型，将以速度压力为原始参数的偏微分方程转化为涡度输运方程和流函数方程，用有限差分法数值迭代计算，得到了刷密封的流场速度和压力分布，分析了刷密封结构对密封特性的影响。计算实例与试验值误差小于8%。     

PIV-based estimation of viscosity and pressure fields for a steady pseudoplastic flow

Targeting a pseudoplastic fluid, we propose a method to simultaneously estimate viscosity and pressure fields from the velocity field data of particle image velocimetry (PIV). As a two-dimensional case study, we chose a steady two-dimensional wake structure behind a circular cylinder where local viscosity and pressure are dynamically coupled. The method involves PIV, momentum conservation equation of non-Newtonian fluids and rheological constitutive equations. The CMC (Carboxy Methyl Cellulose) aqueous solution of weight concentration of 0.1% is used as a test case of pseudoplastic fluid. Viscosity distribution is obtained through power law model and Carreau-Yasuda model as the constitutive equation. Pressure distribution is then calculated by substituting the viscosity into the momentum conservation equation. Applied results show pressure-lowering at the vortex cores and viscosity-lowering at their perimeters, stabilizing vortex attachment to the cylinder in the pseudoplastic fluid. We also analyze error propagation characteristics to conclude the feasibility of the present method and highlight the difference in error propagation characteristics during pressure estimation between Newtonian and pseudoplastic fluid flows.     

ELECTRO-HYDRAULIC SERVO SYSTEM IN THE CENTRIFUGE FIELD

The mechanical charateristics of the electro-hydraulic servo system in the centrifuge fieldare analyzed. The hydraulic pressure law in the centrifuge field indicates the existence of the centrifugehydraulic pressure. The mechanical characteristics of the slide-valve and the dual nozzle flapper valveare studied, and it is found that the centrifuge field can not only increase the driving force or momentof the function units, but also decrease the stability of the components. Finally by applying Gaussminimum constraint principle, the dynamic model of the electro-hydraulic vibrator in the centrifugefield is established, and the mechanical restriction of the system is also presented. The study will behelpful for the realization of the combined vibration and centrifuge test system.     

离心机臂的摆振及其对振动台振动的影响

在振动离心复合环境下由于振动台激振力及弹簧弹性力的作用导致离心机臂摆振。本文分析了离心机臂的摆振特性及其对振动台振动的影响 ,并进行了相应的建模和仿真。研究和仿真结果表明 :在振动离心复合环境下离心机臂偏离平衡位置主要由共振引起 ,在低频段影响很大 ;共振点随试件、夹具及电枢质量的降低向高频方向移动 ;随离心机转动角速度的增加向高频方向移动     

压裂泵头体排液过程的非定常流动数值模拟

相贯线处高速流体冲击会加速泵腔局部腐蚀和裂纹萌生,缩短泵头体服役寿命。为得到相贯线处流速变化规律,联合泵阀及柱塞的运动方程和动网格技术,模拟了不同排出压力、柱塞冲次、柱塞直径及压裂液黏度条件下泵头体排液过程,拟合了相贯线处的流速预测公式。结果表明:左右两侧相贯线处的流速高于邻近区域,曲柄转角位于262°～328°时,右侧相贯线处的流速相对稳定;相贯线处流速对排出压力不敏感;增大柱塞冲次,相贯线处的流速线性增大;柱塞直径增大,相贯线处流速呈比例增大;而黏度对流速的影响取决于柱塞冲次;拟合得到的流速预测公式的误差低于2.35%。模拟结果可为泵头体流动加速腐蚀试验研究提供理论依据。     

重型压力离心机试验台在线自动平衡研究

文中通过对重型压力离心机样机的动力学及动态性能等问题的研究,找到了影响离心机动态性能的因素,选择了合理的平衡平面作为自动平衡装置的轴向位置,首次将电磁式自动平衡装置应用于重型压力离心机,可在几秒钟内完成平衡纠正,在线解决重型压力离心机由物料分布不均等因素引起的振动问题。     

中心型蝶阀流场的数值模拟研究

利用CFD软件FLUENT对中心型蝶阀流场进行数值模拟。计算模型采用不可压缩流动的雷诺时均方程组,紊流模型采用标准模型,离散方程的求解采用压力耦合方程组的半隐式方法(SIM-PLE算法)。对阀门在不同开度情况下,流场状况分别进行了数值模拟,分别得到速度场,压力场,速度矢量场。定性的给出了阀门在不同开度下重要部位的受力情况,比较直观的给出了阀门在不同工况下流道内部的速度分布,为分析阀门内部受冲击状况提供了依据。由对阀门开度的不断变化,得到了涡流的形成过程,及速度对涡流形成及扩展的影响。     

旋转旋流离心机生产能力指数

旋转旋流离心机主要由加速器、转鼓、左右端盖、支撑系统和密封系统组成,这种离心机把旋转离心力场和旋流离心力场有机结合起来,分离强度大大增加,分离效果显著改善,是围夜分离的理想设备。以旋转旋流离心机中流体的流动及固相粒子在液相连续介质中的沉降规律为基础,在“层流”流态下,推导出旋转旋流离心机生产能力指数、按悬浮液计的处理量及分离粒度的计算式,并通过实例进行了计算。     

Effect of a circumferential feeding groove on fluid force in short squeeze film dampers

The present work studies fluid forces in a squeeze film damper with a circumferential feeding groove. The groove is taken as a special damper to analyse fluid forces. The dynamic performance of the squeeze film damper is attributed to the special damper, two film lands, and their interactions. From this viewpoint, dynamic effects in the groove are studied based on linearized Navier-Stokes equations to consider effects of variations of fluid velocity and pressure in the groove on forces in the damper. Investigations on film lands are conducted by using a simplified Navier-Stokes equation to include fluid inertia. Then, the two part analyses are combined together by studying the interactions of the flow and the pressure between the groove and film lands from the continuity condition and a Navier-Strokes equation, resulting in new models for force predictions. The new models are compared with experimental results and published work. Comparisons show the new models give better predictions and correlation with experimental data than traditional theory. The new models give a significant improvement on results obtained by traditional theory, especially for tangential force. Based on the new models, the effects of the groove on fluid forces are studied.