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。     

气-液旋流器内部流场的CFD模拟

对气-液旋流器内流场进行了CFD模拟。通过改变不同的入口高度、进液速度和入口管的截面形状,比较了不同的分离效果。通过对气体的体积分数分布的分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能。     

新型柱状气液旋流器内部流场的CFD模拟

利用CFD方法,采用流体力学FLUEN分析软件对柱状气液分离器(CGLC)内部流场进行了研究和分析。通过模拟分析,进行了结构改进,得到新型带稳流器的柱状旋流分离器合理结构模型。通过对气体的体积分数分布的对比分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能。     

基于FLUENT的混合器内部流场数值模拟

介绍了FLUENT软件的主要特点及其在冷热水混合器内的应用情况。通过使用FLUENT软件的标准k-ε湍流模型对冷热水混合器进行三维数值模拟,分析其内部流场变化情况。通过模拟,能真实反映混合器内部的复杂流动,为混合器的设计和改进提供理论依据。     

连通容器气体爆炸流场的CFD模拟

跟单个容器或管道相比,连通容器内气体爆炸会导致较高的爆炸压力和压力上升速率,以至于很多装置或设备不能承受而造成人员伤亡和财产损失。连通容器内气体爆炸强度增加主要是跟气体流动与燃烧过程有关,研究该类气体爆炸机理就必须从爆炸流场着手。本文利用大型计算流体动力学软件FLUENT对气体爆炸流场进行了数值模拟,获得了气体爆炸流场中温度、压力、速度、密度和燃烧速率随时间的变化规律,模拟结果能够比较清晰地反映出气体爆炸的整个过程。研究表明,连通容器中气体燃烧和流动引起未燃气体的压缩和湍流以及湍流诱导的喷射燃烧是系统中气体爆炸强度增加的主要原因,而管道在湍流诱导的喷射火焰中扮演非常重要的角色。     

德士古气化炉下降管内流场的CFD数值模拟

介绍了德士古气化炉下降管工作原理,利用CFD软件,在下降管正常工况及渣口部分堵渣、对称堵渣、非对称堵渣的不同工况条件下,对下降管内气体流速分布情况进行了冷态模拟。模拟结果表明,气化炉渣口出现堵渣时,下降管内的气体出现偏流。     

基于CFD的旋流喷嘴内部流场模拟研究

采用计算流体力学CFD软件对喷淋式脱硫塔中旋流喷嘴的内流场的流体行为进行模拟分析。分析了喷嘴的整体速度与出口的雾化效果,对比了不同入口个数下喷嘴内部流场各截面上的速度矢量,以及有无喉颈段喷嘴的雾化效果。模拟结果显示,在相同条件下,无喉颈段的四入口旋流喷嘴内部流体速度分布均匀,且相对较大,喷射后雾化锥角大雾化,效果。     

基于水泥除尘+脱硝流场的CFD数值模拟研究

随着社会环保意识的增强,大气污染物的排放标准也日益严格,这给环保工程带来了极大的潜在市场。脱硝反应器设计作为SCR脱硝工艺中除了催化剂的另一核心,在水泥行业没有更好的催化剂被研发出来之前,想要脱硝设备的性能得到极佳的发挥,在高温高尘区布置除尘+脱硝设备已经是工程上的一个选择,而在高尘区要保证催化剂的稳定、高效运行,流场的优化必不可少。本文针对某水泥行业除尘+脱硝项目,采用CFD软件对其流场进行数值模拟,并给出导流板的优化设计方案。结果表明:在电除尘器上进气口布置合适的导流板,使得进入电场的烟气分布均匀;同时在整流格栅前添加导流板,脱硝反应器内的流场也得到了极大改善。因此,采用CFD软件数值模拟对水泥行业除尘+脱硝有着重要的意义。     

基于CFD的固定式节流阀内部流体仿真模拟研究

本文采用CFD方法对实际使用中的固定式节流阀内部流场进行仿真模拟,研究其节流过程中流体的流动特性,对保障节流阀正常工作的可靠性和安全性具有重要的意义。文章通过RNGk-ε模型研究不同压力条件下阀内压力、速度、流态的变化规律,揭示了节流过程中的阻塞流效应：当入口压力固定,出口压力约为50MPa时,产生阻塞流,此时出口压力下降,流量依旧保持平稳。当出口压力固定,入口压力约为70MPa时,产生阻塞流,流量随着入口压力的增加而增加,但增加的速率比一般流动状态下慢。本次研究为气井生产过程中固定式节流阀通径的选择提供参考。     

小流量离心叶轮内部流动分析及其叶片扩压器的设计

对石化工业中使用的出口相对宽度为0．036小流量离心压缩机叶轮进行数值研究,并进行叶片扩压器设计。在扩压器叶片型线确定后,改变扩压器的叶片数,对不同叶片数下“叶轮＋扩压器”级性能进行计算流体动力学分析。结果表明：对小流量离心叶轮性能起主要影响的是叶轮内的摩擦损失,随着扩压器叶片数的增多,流量不太大时,级性能变好,而当流量较大时,级性能发生恶化,但设计流量下级性能变化不大。     

陶瓷辊道窑高温带流场的数值模拟研究

研究了陶瓷辊道窑高温带的窑体结构,根据实际的尺寸建立了三维流域模型,综合生成了非结构化和结构化网格。通过分析工程中用于求解不可压缩湍流问题常用的湍流模型的使用范围及特点,确定选用k-ε模型作为计算的湍流模型,得到了陶瓷辊道窑高温带流场的分布情况,生成了速度和压力等物理量分布图。同时考察了不同入口速度及有烟气流动等因素的条件下流场的分布。     

轴流桨搅拌槽三维流场数值模拟

利用k -ε湍流模型预测了搅拌槽在不同操作条件下宏观速度场 ,模型成功预测了搅拌槽内速度分布 ,计算结果与实验结果吻合较好 .模型预测结果表明 ,搅拌槽内宏观流动场受搅拌桨槽径比影响较大 .对单层搅拌桨 -槽体系 ,挡板前后宏观流动场差别很大 ,在挡板以前区域 ,轴向流动较强 ,在整个r -z断面上形成一个整体循环 ;而在挡板后面区域 ,流体在桨叶安装位置高度附近转向轴心流动 ,槽体上半部区域形成二次循环区域 ,且二次循环区域内流体以向下流动为主 .     

矩形喷嘴射流近喷口流场的大涡模拟

采用Smagorinsky提出的亚网格应力模型对三维矩形喷嘴射流近喷口处流场进行了大涡模拟,着重研究了较高Reynolds数下小宽高比矩形射流近喷口处流场的流速、脉动量等特征量的分布特性,并与实验结果进行了对比.气相运动控制方程的离散采用有限容积法,时间步进格式采用二阶精度的隐式Crank-Nicolson差分格式.模拟结果与实验结果具有较好的一致性.     

NUMERICAL SIMULATION OF THE GAS-PARTICLE FLOW IN RISERS I: THE MACRO FLOW BEHAVIOR

The steady gas-particle flow in risers under variant operating conditions was predicted based on a k-ε-k_p-ε_p-Θ two-fluid model, which describes the dense turbulent gas-particle flow by the Eulerian method, considering the turbulence of both gas and particles as well as the particles' collisional effects. Much information on the macro flow behavior in risers, such as the profiles of local particle axial velocity, solids volume fraction, and solids mass flux in different operating regimes was obtained, and the predicted results show satisfactory agreement with experimental data. Further analysis of the predictions gives the comprehension of flow characteristics on the macro scale.     

NUMERICAL SIMULATION OF THE GAS-PARTICLE FLOW IN RISERS I: THE MACRO FLOW BEHAVIOR

The steady gas-particle flow in risers under variant operating conditions was predicted based on a k-?-k_p-?_p-Θ two-fluid model, which describes the dense turbulent gas-particle flow by the Eulerian method, considering the turbulence of both gas and particles as well as the particles' collisional effects. Much information on the macro flow behavior in risers, such as the profiles of local particle axial velocity, solids volume fraction, and solids mass flux in different operating regimes was obtained, and the predicted results show satisfactory agreement with experimental data. Further analysis of the predictions gives the comprehension of flow characteristics on the macro scale.     

圆排波瓣喷管引射器高效掺混流场数值计算

采用贴体曲线坐标、SIMPLEC算法和完全压力修正,在非正交性非常大的结构型同位网格上求解了圆排波瓣喷管引射器内流场的不可压Navier-Stokes方程,湍流采用标准k-ε涡黏模型.计算得到了引射器中热混合效率沿混合管轴向的变化规律和流向涡的演变规律.混合管中的流向涡阵列大大强化了主次流的掺混.但该型引射器的总体热混合效率不高,实验的3种主流温度下最大热混合效率为0.874.将混合管出口截面速度分布和温度分布的数值模拟结果与实验值比较,两者比较一致;模拟结果与混合管沿轴向的静压系数分布规律实验值也基本相同.     

筛孔塔板气液两相流动的速度场模拟

<正>由于气体的搅动,筛孔塔板上的流动是极其复杂的气液两相流。目前两相流理论尚不成熟,未见运用此理论对塔板流速场的研究报道,Zhang和Yu的研究虽考虑了气相对液相流动的影响,但由于利用单相流理论,计算结果与实际情况有较大偏差。本文利用Elghobashi等建立的两相流双流体模型,建立了塔板上气液两相流二维流速场计算模型。在此基础上,通过调整模型参数,考虑了液层高度对塔板上返流区二维流型的影响,建立了模型参数值与液层高度的关系,实现了考虑液层高度影响的二维流动——拟三维流动的模拟。计算结果与Porter的实验结果基本相符。     

SIMULATION OF A TWO PHASE FLOW BY CFD: ANALYSIS OF THE COMPUTATIONAL METHOD

When using a Computational Fluid Dynamics (CFD) code for the simulation of a two phase system, special attention must be given to the solution procedure. Fluid dynamics in CFD codes are obtained by iterative computations, and criteria must be established to decide the number of iterations needed to obtain a convergent solution under certain defined conditions. In this work, the predicted liquid and gas flow patterns obtained in the simulation of hydrodynamics in bubble columns are analysed throughout the computational process, and the effects of some parameters affecting the computation are studied (dimension of the grid, working conditions, scale-up, relaxation used in the calculations, free surface performance). It was found that each of these parameters affects considerably the solution procedure (though in a different manner) and therefore no general criteria can be established to decide the number of sweeps necessary for a certain simulation. It is concluded that every simulation should be analysed individually each time the conditions are changed. This analysis clearly helps to understand the reliability of CFD predictions in complex systems.     

轴对称型立筒预热器内湍流场的数值方法研究

采用湍流方程组及STMPLE数值计算方法,调试出能够计算各种轴对称型立筒预热器内湍流场的程序。多次数值试验表明,该程序完全可用来根据立筒的实际尺寸和边界条件,计算立筒内的时均速度场、压力分布等运动参数,并且直接绘出流线谱图,从而减轻或替代测试工作,同时也可为已经投产的立筒预热器优化操作参数并为新设计预热器选型。作为算例,本文计算了Krupp型正锥缩口预热器内的湍流流动,并与实测值进行了比较,吻合较好。