混合元件数对SK型静态混合器流场特性的影响

以SK型静态混合器为对象,运用激光多普勒测速仪对混合器内流场进行测量分析,研究混合元件数对混合器内速度分布和湍动性能影响。结果表明：在扭旋叶片作用下,流体在混合器内的速度会重新分布,湍动会被强化,这一过程主要在前3个混合元件中实现,且湍动逐渐增加,但增加速度逐渐减弱,第1个混合元件强化作用最为显著,进入第4个混合元件后基本达到稳定;当混合叶片数量超过3个以后,对流体湍动的强化基本达到混合器强化能力的极限,继续增加元件数量不能提高流体的湍动程度,但可以维持这种湍动。     

流量对SK型静态混合器湍流性能影响的实验研究

以SK型静态混合器为研究对象,运用激光多普勒测速仪对管内流体的三维脉动速度进行测量并对测量数据进行分析处理. 结果表明,进口流量变化对截面上时均速度分布规律、脉动均方根分布规律及雷诺应力分布规律的影响不大;进口流量增加使径向、轴向及周向上的速度脉动均增加,对径向上的速度脉动强化作用最显著,特别当雷诺数超过6400后,径向上的速度脉动均方根及湍流强度随流量增加而增加的幅度都迅速提高,此时湍动能也迅速提高;雷诺应力随流量的增加而增加,其分量txy和txz增加的幅度高于tyz,特别当雷诺数超过6400后,txy增加的速度迅速提高.     

Kenics型静态混合器和GK型静态混合器流场的数值模拟及比较

采用计算流体动力学(CFD)的方法,分别计算了Kenics型静态混合器和GK型静态混合器内的流场。数值模拟的结果表明,Kenics型静态混合器内流场的湍动强度大于GK型静态混合器的,导致了Kenics型静态混合器的流体阻力和传热系数大于GK型静态混合器的。GK型静态混合器的压力降大约只是Kenics型静态混合器压力降的0.554~0.579倍,但两者的传热膜系数相差不大。GK型静态混合器具有较强的综合性能。     

SMV静态混合器的几何结构对流场参数的影响

为了研究非标准型SMV静态混合器在管道内部的流动规律和流场参数,建立了管道内SMV静态混合单元的三维模型。基于Fluent软件,对管道内部SMV静态混合单元的特性进行数值模拟研究。确立了单元长度L、折弯角度φ等几何参数对管道进出口压降ΔP,管道平均湍动能TKE,湍动能压力比B的关系。通过分析结果表明,SMV静态混合器的几何参数对其流场湍动效果具有重要影响,单元长度L、交错角θ与湍动能呈现正相关。     

四叶片组合静态混合器湍流传热性能的数值模拟分析

采用Fluent计算软件对四叶片组合静态混合器内湍流换热进行数值模拟并与SK型静态混合器进行对比,结果表明,在104≤Re≤105范围内,前者的传热效率比后者提高约20%. 运用场协同理论对结果进行了分析,新型静态混合器传热效率较高的主要原因为,在一个截面上有4个旋向与叶片旋向相同、旋涡半径近似等于叶片半径的纵向涡及4个旋向与叶片旋向相反、旋涡半径小于叶片半径的纵向涡,这些纵向涡能强化换热;与SK型静态混合器相比,新型静态混合器管内温度梯度基本相同,管内中心区二次流流速一定程度降低,而近壁区二次流流速差别较小,但速度场与热流场的协同程度得到明显改善.     

SK型静态混合器湍流速度脉动特性

以SK型静态混合器为研究对象,运用激光多普勒测速仪对管内的速度脉动进行测量。结果表明:湍流时在第1个元件内的轴向速度脉动较小,进入第2个混合元件后轴向脉动均方根可达平均流速的0.5—0.7倍且基本达到稳态;每个元件的入口有1个均方根可达到0.8—1.0倍平均流速的轴向速度脉动尖峰;流体离开混合元件后,各个方向上的速度脉动都迅速衰减,经过1个混合元件长度后脉动速度均方根衰减到平均流速的0.3倍左右,流过4—5个混合元件长度后基本衰减到混合器入口处的速度脉动水平。     

新型静态混合器的三维流场数值模拟

利用专业的计算流体力学(CFD)软件FLUENT的对具有两块稀释孔板的新型静态混合器内的三维可压缩湍流流场进行数值模拟.采用标准,κ-ε双方程湍流模型,得到混合器内流场、湍动能、压降及混合浓度场的变化等.通过计算压力降可满足工艺要求,混合相对均匀.     

新型静态混合器湍流特性数值模拟

结合新型静态混合器的结构特点,利用CFD软件采用标准的k-ε湍流模型对新型静态混合器内的湍流状态下的三维不可压缩流场进行数值模拟。通过研究新型静态混合器脉动速度分布的对称性及其间歇性发现:新型静态混合器内3个方向速度分量的偏斜因子和平坦因子分布具有周期性;x和z2个方向的速度概率密度分布存在较小不对称性且其平坦因子数值在2.3—5.7变化,径向偏斜因子的数量级均较轴向小1个数量级。采用新的数据处理方法计算和分析得到了不同长径比下新型静态混合器湍流流动阻力统一特性曲线及其关联式。     

SK型静态混合器出口速度特性研究

以SK型静态混合器为研究对象,运用激光多普勒测速仪对混合管出口速度进行测量。结果表明,流体离开混合元件后,混合元件作用于流体形成的旋涡还将维持一段距离,在离开混合管出口约3/8~3/4元件长度后才完全消失,在此之前对径向混合仍有一定强化作用;而混合元件对流体湍动的强化作用在流体离开混合元件后能持续更长距离,脉动均方根与湍流强度在离混合管出口一个混合元件长度范围内衰减较快,而后逐渐减缓,在离混合管出口4~5倍混合元件长度后才恢复到入口水平;速度脉动均方根在轴向与径向上衰减较快而在切向上衰减相对缓慢。     

水力旋流器湍流数值模拟及湍流结构

采用湍流代数应力模型对水力旋流器内湍流场进行了数值模拟,数值计算结果验证了实测数据。用数值计算与实验研究相结合的方法深入揭示了旋流器内的湍流结构,结果表明,旋流器内湍动能分布呈两边高中间低的不对称鞍形;湍动勇耗散率分布与湍动能的分布有十分相似的规律;溢流管端以下内旋流区域中湍流压力脉动强度以及压力相对脉动强度均很大。     

不同射流速度的油罐旋转喷射搅拌器数值模拟

油罐旋转喷射搅拌器应用于原油罐清罐和油品调和,为了研究旋转喷射搅拌器射流速度对搅拌效果的影响,使用ANSYS15.0实现喷射搅拌全流场数值模拟,并以密度的标准差作为评价搅拌效果好坏的量化参考。在模拟计算的设置中采用了滑移网格、混合模型和湍流的标准k-?模型。数值分析得出喷嘴射流速度越大则油罐喷射搅拌器的效果越好,但在速度较大、时间较长时,喷嘴射流速度对油罐喷射搅拌器的效果并没有显著的影响。因此在实际运行中,应设置合适的射流速度。     

改进型Ross静态混合器牛顿流体流动的实验与数值模拟

在改进型Ross静态混合器中对牛顿流体的流动进行了实验研究,并对空管和5单元的改进型Ross静态混合器的流动进行了数值模拟,将实验与数值模拟结果进行了比较,证实二者的结果一致. 结果表明,在改进型Ross静态混合器中,牛顿流体流动的压力降与雷诺数和静态混合器长径比的关系为Dp=14.7231Re-0.156(L/D)0.446ru2/2;在Re=20000时,z因子有最大值;整个静态混合器的压力降(流动阻力)主要集中在混合单元区域.     

静态混合器气液两相流压降的数值模拟及实验研究

气泡流经过静态混合器的压降问题涉及到舰船动力系统性能的好坏。在分析了气泡平均驰豫时间的基础上,结合k ε湍流模型,利用平衡流模型模拟静态混合器内形成的稀疏湍流气泡流,得到了混合器内两相流流场。空气—水系统的压力降实验表明,计算流体力学模拟能够很好地预测SMV型静态混合器内气泡流的压降,是静态混合器设计的有效手段。     

SMV静态混合器内气液两相流压降的研究

以气-液两相流动的均相流模型为前提,运用流体力学计算软件对SMV静态混合器中的气液两相流的压力场进行模拟计算,分析其压降的规律,并与水平直圆管内压降和混合器内单液相流压降做了对比分析.结果表明:气液两相流流经SMV混合器的沿程压降及局部压降均随着雷诺数的增大呈现明显增大趋势,且管路总压降与元件数成正比;静态混合器两相流...