喷射泵CFD数值模拟的研究进展

在概述喷射泵的分类、工作原理及运行特性的基础上,综述了CFD技术在喷射泵研究中的进展情况.同时指出了以往数值模拟研究存在的问题,并就以后的研究工作进行了展望.     

循环流化床提升管气固湍流的计算流体力学模拟——k-ε-kp-εp-Θ5参数双流体模型

提出了用k -ε-k_p-ε_p-Θ 5参数的双流体模型来模拟循环流化床提升管中的气固湍流 .模型用颗粒动力学理论描述颗粒与颗粒间的碰撞 ,用低Reynolds数湍流方程分别模拟气相和颗粒相的湍动 ,并且考虑了气固两相湍动的相互作用 .模拟所得颗粒速度和浓度的径向分布与实验结果吻合良好 .分析表明 :在时间和空间域上 ,采用颗粒相湍动与颗粒间碰撞分离处理和颗粒相湍能及耗散方程的引入是合理的 ;颗粒相湍动与两相湍动相互作用的封闭条件是影响模拟结果的重要因素 .     

湍流模型对钝体燃烧器流场模拟的影响

湍流燃烧过程涉及燃烧反应和湍流在微小时间和空间尺度上的耦合,因此湍流模型的有效性对燃烧器流场CFD模拟的准确性有重要影响。采用5种k-ε类和k-ω类两方程模型和雷诺应力模型模拟了钝体燃烧器内冷流流场,并采用PIV测量方法进行了实验验证。比较和分析数值模拟和PIV实验结果发现,不同湍流模型的模拟结果在诸如速度分布和涡结构上存在较大差别,标准k-ε模型和RNGk-ε的模拟流场最接近本文的实验结果。     

基于双流体模型的流化床模拟

从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的模型方程,初步证明了模型的正确性,求解使用了经本文改进的基于控制容积有限差分的IPSA方法,编制了通用程序,模拟了二维射流流化床中浓密气固两相的流动,并计算出射流的穿透深度。     

循环流化床提升管气固湍流的计算流体力学模拟——k-ε-kp-εp-Θ5参数双流体模型

提出了用k-ε-kp-εp-Θ5参数的双流体模型来模拟循环流化床提升管中的气固湍流.模型用颗粒动力学理论描述颗粒与颗粒间的碰撞,用低Reynolds数湍流方程分别模拟气相和颗粒相的湍动,并且考虑了气固两相湍动的相互作用.模拟所得颗粒速度和浓度的径向分布与实验结果吻合良好.分析表明:在时间和空间域上,采用颗粒相湍动与颗粒间碰撞分离处理和颗粒相湍能及耗散方程的引入是合理的;颗粒相湍动与两相湍动相互作用的封闭条件是影响模拟结果的重要因素.     

气—液两机湍流流动的双流体模型与模拟

按双流体模型的基本思想，分别将鼓泡流中的气流两相视作连续介质，用Ｅｕｌｅｒｉａｎ从标系中多流体模型统一描述两相各自的运动，提出包括气相（气泡）湍运动及其耗散率的ｋ１－ε１－ｋｂ－εｂ两相湍流模型，以鼓泡塔内两相湍流流动为例进行的数值模拟结果表明：预报结果与实测数据符合良好，在预示湍流运性质上较之已有模型有明显改进。为鼓泡流研究提供卫种新的途径。     

提升管内气固双流体模型的计算模拟

对提升管内气固流动行为建立了k–e–kp–ep–Q 双流体模型. 利用计算软件CFX模拟了内径0. 418 m、高18 m 的提升管内的冷态气固两相流动. 模拟结果与实验数据吻合较好.     

气－液两相湍流流动的双流体模型与模拟

按双流体模型的基本思想，分别将鼓泡流中的气液两相视作连续介质，用Ｅｕｌｅｒｉａｎ坐标系中多流体模型统一描述两相各自的运动，提出包括气相（气泡）湍动动能及其耗散率的ｋ＿１－ε＿１－ｋｂ－ε＿ｂ两相湍流模型。以鼓泡塔内两相湍流流动为例进行的数值模拟结果表明：预报结果与实测数据符合良好，在预示湍流输运性质上较之已有模型有明显改进。为鼓泡流研究提供了一种新的途径。     

基于双流体模型的流化床模拟

从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的模型方程,初步证明了模型的正确性,求解使用了经本文改进的基于控制容积有限差分的IPSA方法,编制了通用程序,模拟了二维射流流化床中浓密气固两相的流动,并计算出射流的穿透深度。     

三通管二维湍流数值模拟

正确计算出三通管内流体交汇附近的流场、温度场和压力场的分布情况,对于管路的设计具有重要作用。本文以石油工业中常见的三通管为例,应用计算流体力学(CFD)技术,研究三通管管内流体各个流态参数,使用了FLUENT软件的标准k-ε模型对管内流体进行了二维模拟。在此过程中采用了不同流体介质和不同状态参数,并对模拟结果进行了分析,得出了用FLUENT进行模拟,效果良好。     

液体射流泵内流场的数值模拟

借助CFDesign 9.0软件平台,基于有限体积法计算连续相控制方程,结合多相流模型中的流体体积模型以及可实现κ-ε湍流模型,对液体射流泵全流场进行了三维数值模拟。     

射流泵湍流场的数值模拟与实验研究

采用k-ε湍流模型和非等间距加密网格,对射流泵流场进行了数值模拟和分析,并对相应的流场进行了实验研究.结果表明,流场轴向速度剖面在扩散管段具有较好的自相似性,而在喉管段则不然;这种速度剖面变化的转折点与喉管的长度有关;流场的湍动能分别在喷嘴出口与扩散管入口处产生峰值,并且前者远大于后者,可见射流泵流场中,湍流主要发生在喉管入口处,湍动能的不平衡将导致额外的能量损失.本研究结果对工程应用有指导意义.     

搅拌萃取塔内单相流动不同雷诺平均湍流模型结果的比较

The flow field of liquid phase (water) of agitated extraction columns is simulated with the help of computational fluid dynamics (CFD). Four kinds of Reynolds-averaged turbulence models, i.e. the standard k-ε model, the RNG (renormaiization group) k-ε model, the realizable k-ε model and the Reynolds stress model, are compared in detail in order to judge which is the best model in terms of the accuracy, less CPU time and memory required. The performance of the realizable k-ε model is obviously improved by reducing the model constant from c2 = 1.90 to c2 = 1.61. It is concluded that the improved realizable k-ε model is the optimal model.     

两种湍流模型在多孔孔板流场数值计算中的比较

根据多孔孔板流量计的流场特点选择SST四方程和SST k-ω湍流模型对多孔孔板进行仿真计算,将流出系数计算结果与实流实验结果进行比较。结果表明:相对于SST k-ω湍流模型来说,SST四方程湍流模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,而且雷诺数较小时计算精度较高。另外,多孔孔板流量计的环隙比接近1时流出系数线性度最好,达0.8%;环隙比远小于1时流出系数线性度最差,为3.6%。     

离心泵流场数值模拟方法研究

为了对离心泵的数值模拟做系统的分析研究,提高模拟手段,为设计者和工程应用人员提供参考。系统地阐述了离心泵的结构、建模、网格划分和数值模拟方法,给出了离心泵在数值模拟时的基本方法和步骤。     

薄膜蒸发器内流体流动特性的数值模拟

建立了薄膜蒸发器的计算模型,采用大型计算流体力学(CFD)分析软件CFX4.4模拟了薄膜蒸发器内水及粘性料液的流动过程,得到了各种速度分布. 结果表明,刮板转速、进料量对流体流动状态影响显著. 提高刮板转速,可明显促进液膜和圈形波内流体的物质交换. 在任一转速下,各料液均存在同一最佳进料量,此时其圈形波截面内平均速度达到最大值. 对纯物质水,最佳进料量对应的流动边界层厚度与膜厚之比最小. 粘性料液和水的轴向速度分布存在差异,且在液膜厚度内未形成明显的流动边界层.     

双锥导流式进气分布器内流场的数值模拟

双锥导流式进气分布器是针对大型反应器开发的进气均布装置,今利用FLUENT软件采用κ-ε 湍流模型,对其在不同结构参数下的流场分布进行了数值模拟.考察了分布器外锥对分布器性能的影响,通过改变外锥上导流槽的尺寸和方位,得出了在既定的床径下达到沿分布器内锥外表面压力均布要求时的外锥最优尺寸.通过模拟分布器内锥在不同的开孔率及四个不同锥角时床内的流场分布,考察了气体分布随内锥开孔率及锥角的变化趋势,分析得出使分布器压降低,流场分布最优时的内锥开孔率及锥角分别为0.89%、60°.并与实验测试结果进行了比较,模拟结果与实验结果基本吻合.     

搅拌槽内湍流流场的数值模拟

搅拌槽在过程工业中的应用非常广泛,对搅拌槽内流场的研究具有十分重要的意义。实验研究方法具有局限性,基于计算流体动力学的数值模拟方法是研究流场的重要方法。文中介绍了搅拌流场的数值模拟方法和湍流模型,分析了各自的特点及其应用情况,总结了搅拌模拟时边界条件的处理情况,并指出了未来的发展方向。     

浅谈射流泵内部流场数值模拟研究现状

水力射流泵是石油开采中一种重要的举升设备,由于其没有运动部件,结构紧凑,被广泛应用于复杂结构井和特殊井的开采。总结了射流泵工作原理、内部流动特点以及内部流场研究方法,论述了射流泵内部流场研究技术的发展现状。在归纳目前部分射流泵内部流场数值模拟研究成果的基础上,总结了目前研究方法存在的不足,为今后射流泵生产参数优化提供了理论指导和研究方向。     

喷射泵在化工厂的灵活应用

简单介绍喷射泵的结构、工作原理,列举两个喷射泵实际应用的例子。