基于响应面法的水力旋流器结构参数优化

为了进一步增强水力旋流器的分离性能,采用响应面优化方法(Response Surface Methodology,RSM)对同向出流水力旋流器的结构参数进行优化,寻优范围为大锥段长度在51.3～62.7mm、小锥段长度在120.6～147.4mm、出水管长度在90～110mm内,构建了区域内结构参数对旋流器底流口含油浓度影响的数学关系模型,并获取了最佳结构参数。开展数值模拟和室内实验,对优化后旋流器的分离性能进行验证,结果显示,优化后的旋流器结构较原始结构可将分离效率提高4.45%,实验值与模拟值呈现出了较好的一致性,充分验证了优化结果的准确性。     

水力旋流器流场分析与测试

利用CFD方法,采用Fluent软件对水力旋流器的流场进行了研究和分析,主要分析了水力旋流器内部速度场和流体迹线的分布特点以及随分流比的变化情况,并采用激光多普勒测速仪(LDA)对部分模拟分析结果进行了验证。     

两种不同入口结构型式旋流器内的流场模拟

采用Fluent软件对传统切入式旋流器和新型轴流式旋流器进行模拟研究,着重分析了旋流器内速度场与压力场的分布,得到以下结论:①在速度场方面,切入式旋流器的切向速度与轴向速度的衰减速度均要比轴流式旋流器要快,即流体在切入式旋流器内流动时所受阻力要大于其在轴流式旋流器所受阻力,进而影响到液滴颗粒在旋流器中的分离效果;②在压力场方面,轴流式旋流器的径向压力降要大于切入式旋流器,有利于轻相向旋流器中心流动,促进液液分离,而切入式旋流器的轴向压力降要比轴流式旋流器大,相应能耗也较高.因此轴流式旋流器有着很好的发展前景.     

水力旋流器中阿基米德螺线入口的设计

为改善水力旋流分离器的分离性能 ,稳定水力旋流器流场 ,提出了水力旋流器使用阿基米德螺线入口 ,并详细介绍了阿基米德螺线入口的设计方法 ,阐述了该形式入口的优点 ,提出了加工制造方法的建议。     

水力旋流器结构参数对其性能的影响

水力旋流器结构简单,广泛地应用于各工业部门,影响水力旋流器性能的因素很多,但结构参数是影响水力旋流器性能的关键因素.本文对水力旋流器结构参数变化对其处理能力、分流比、浓缩倍数等影响作了全面的试验研究.为水力旋流器的设计、制造提供参考.     

应用于气液两相分离的水力旋流器结构优化设计

通用型水力旋流器的长径比较大,处理能力相对较小,无法满足结构紧凑的循环系统的需要。为解决这一问题,对通用型水力旋流器进行结构优化设计和三维仿真计算,并用试验加以验证,获得了较好的优化结果,也为其在特殊场合的应用起到了一定的指导作用。     

用水力旋流器的流场参数预测和控制其分离性能

对于结构一定的水力旋流器,其分离性能主要由其流场参数所决定。搞清两者之间的关系,就可以用简单而直观的流场参数(如进口速度)对分离性能进行在线控制和预测,以保证旋流器始终处于良好的工作状态。     

入口注气条件下水力旋流器的试验研究

在入口采用空气压缩机注气的条件下,进行水力旋流器分离性能的试验。对流量、分流比、气液比等参数进行了试验。试验发现,当入口含油浓度在600m g/L时,水力旋流器在流量4.10m3/h、分流比15%、气液比9%左右时有最佳的处理效果,可由不注气时的87%左右的分离效率提高到95%以上。     

倾斜入口流道的水力旋流器数值模拟分析

研究入口流道带倾角的水力旋流器模型,用GAMBIT软件建模并划分网格,运用FLUENT软件对其油水分离情况进行数值模拟,分析了传统直入口流道与带倾角入口流道的区别。发现倾斜入口模型压力降明显降低,有助于降低旋流管能耗。倾斜入口模型模拟中,底流处油的浓度较低,分离效果较好。     

井下双级串联式水力旋流器的结构参数优化

基于正交试验设计,以底流含油质量浓度低为优化目标,将欧拉-欧拉法与大涡模拟(LES)相结合,优化其主要结构参数并与试验结果进行对比。结果表明,总分流比为0.3,0.4,0.5,0.6时,数值模拟预测的优化后底流含油质量浓度较优化前分别平均减小14.4%,13.1%,15.1%,15.7%,与试验结果(13.6%,11.6%,13.8%,13.0%)相比,误差均小于5%;总分流比为0.3—0.6时,随着入口流量的增大,底流含油质量浓度先减小后增大;入口流量为75—215 m3/d时,随着总分流比的增大,底流含油质量浓度先减小后增大。入口流量为118—183 m3/d且总分流比为0.3—0.7时,优化后的双级串联式水力旋流器的底流含油质量浓度不大于200 mg/L。试验验证了数值模拟的可靠性。     

计算流体力学软件FLUENT在旋流器流场模拟中的应用

以两产品旋流器为例,利用FLUENT软件对旋流器内部流场进行了数值模拟研究,得出了旋流器内压力场、速度场、密度场的分布情况,结合模拟结果与理论分析的一致性和可靠性,为旋流器的结构优化设计提供了理论依据和技术支持,据此可以一次性评估旋流器的改进方案,缩短产品开发周期。     

基于响应面法的处理污水用水力旋流器结构参数优化

为了获得水力旋流器结构参数最佳匹配方案进而提高旋流器的分离性能,以处理生活污水用轴入式水力旋流器为研究对象,基于响应面优化方法,以高灵敏度结构参数变量作为输入指标,以模拟获得的分离效率结果作为响应面优化指标,完成旋流分离器结构参数与城市生活污水中悬浮物去除效率间的数学关系模型构建,掌握不同结构参数与分离器分离效率间的响应关系。基于构建的数学关系模型对旋流器结构参数进行优化,得到水力旋流器高灵敏度结构最佳参数为:主直径D=57.141mm、大锥段长度L₂=85.716mm、小锥段长度L₃=576.814mm,并基于数值模拟方法对优化结构进行验证。结果显示,水力旋流分离器结构经优化后与初始结构相比较,分离效率由90.832%提高到91.836%,验证了响应面优化结果的准确性。     

基于FLUENT除尘器流场模拟

许多环境工程设备需要针对不同的工作条件进行设计。但环境净化和处理设备内部的流场极其复杂。单靠经验很难判断设备工作状况和净化效果。在设计过程中借助CFD软件对除尘器内部流场模拟,可以观测设备内部流场参数分布,通过调节参数使除尘器达到设计要求。本文以旋风除尘器为例,利用FLUENT对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟．讨论了不同条件对内部流场的影响．探讨了FLUENT软件在环境工程教学科研中的用途。     

CFD在液液水力旋流器入口结构及尺寸优化中的应用

根据计算流体力学 (CFD)的原理和方法 ,以流场数值模拟为基础 ,本文研究了旋流器的各组成部分在分离中所起的作用 ,首次定量描述了旋流器内、外旋流压力 ,径向压力梯度和弗劳德准数沿管长的变化 ,并分析了旋流管各部件对分离性能及能耗的影响 ,并对旋流管入口结构和尺寸作了优化计算     

动态水力旋流器内部流场CFD模拟研究

利用CFD方法,采用流体力学FLUENT分析软件对动态水力旋流器内部流场进行了研究和分析。通过模拟分析,得出模拟结果可以准确地反映流场内部情况,从而对动态水力旋流器的分离效果及其性能进行预测并指导旋流器结构的改进,为动态水力旋流器的优化设计提供了依据,并为其今后的推广应用提供了参考。     

液液水力旋流器流场数值模拟技术研究

深入研究了液液水力旋流器的流动机理 ,用流体力学原理和方法建立了液液水力旋流器的物理模型并给出了修正的 k- ε模型 ,即 RNG k- ε模型。根据该模型 ,以 SIMPLER算法为基础 ,研究了数值计算方法并对具体实例作了计算。通过数值计算得到了液液水力旋流器内流体流动的速度矢量图和流线图。计算结果与理论分析一致 ,证明了模型和算法的正确性 ,为进一步研究旋流器的结构优化、粒子跟踪和旋流器特性参数对分离效率的影响等打下了基础。     

激光流场测试技术在水力旋流器中的应用

介绍了7种流场测试技术（激光多普勒测速技术、相位多普勒粒子动态分析仪、二维粒子图像测速技术、立体粒子图像测速技术、全息粒子图像测速技术、层析粒子图像测速技术、体三维速度场测试技术）的基本工作原理和优缺点,分析了不同激光流场测试技术在水力旋流器流场测试中的测试细节、测试内容以及各自的优势和局限。     

水力旋流器流场特征和分级分离性能研究综述

水力旋流器利用颗粒-颗粒或颗粒-流体在旋流流场中运动行为差异实现分级分离过程,被广泛地应用于化工、冶金、矿物加工和环保等行业。在实际运行中,由于操作条件不合理或设备结构条件限制,使颗粒分级或固液分离性能无法满足应用需求,本文分析了水力旋流器的流场特征,并总结了影响旋流器分离性能的关键因素。水力旋流器内部呈现复杂的多相流场,颗粒性质、料液性质、进料条件等操作参数和旋流器的几何结构会影响水力旋流器的分离性能,实际应用中可以通过优化运行条件和旋流器的几何结构,提高旋流器的分级分离性能。