固体颗粒对水力旋流器冲蚀磨损特性的影响

针对工业污水处理系统中水力旋流器壁面的冲蚀磨损问题,采用FLUENT软件中RSM模型和DPM模型模拟水力旋流器内液、固两相流的流动情况,并以Grant和Tabakoff碰撞模型求解器壁冲蚀磨损速率。研究了不同颗粒流速、粒径和质量流量条件下器壁冲蚀磨损规律以及最大冲蚀磨损位置。结果表明:旋流器壁面最大冲蚀磨损率随着颗粒流速的增大而呈指数递增,与质量流量呈正相关关系,但与颗粒粒径呈不完全线性增长关系;旋流器壁面冲蚀磨损率随着颗粒流速、粒径和质量流量的改变而不同,其中颗粒流速变化的影响最大、质量流量次之、粒径的影响最小;固体颗粒碰撞和磨削旋流器壁面而引起局部磨损,并且影响最大冲蚀磨损区域的出现位置。     

水力旋流器内固相颗粒流动角的实测研究

介绍了利用粒子动态分析仪对水力旋流器内固相颗粒流动角进行的实测研究,分析了固粒流动角与分级分离的关系,并探讨了结构参数与操作参数对固粒流动角的影响,为进一步查清水力旋流器的分级分离机理及其结构与操作参数的优化提供了理论依据。     

油田用水力旋流器

设计了几种油田除砂系统所用的小型水力旋流器，并进行了优选实验，得出１０ ｍｍ旋流器最适合于油 田微细颗粒的分离的结论，其串联使用可广泛用于油田除砂。     

旋流分离器中固体颗粒随机轨道的数值模拟及分离特性分析

在考虑液相与固体颗粒之间相互作用的条件下,对液相采用雷诺应力模型(RSM),固粒采用随机轨道模型成功地模拟出固体颗粒的运动轨迹,这形象地反映出固体颗粒在旋流器中的分离过程。分析颗粒运动迹线表明颗粒粒径、颗粒注入位置以及颗粒在循环流中的流动特性等方面对分离性能都存在着很大的影响;另外,利用底流与溢流排出的颗粒数量比例来确定粒级效率,在与试验值比较后发现两者相近,从而为确定粒级效率提供了又一种方法。     

离心泵叶轮中固体颗粒的运动研究

利用高速摄影技术对离心泵叶轮中固体颗粒运动轨迹及其规律进行了试验研究。试验结果表明:质量大的颗粒,在离心泵叶轮中,其轨迹总是趋向叶片压力面。对于转速高的工况,颗粒也向偏于压力面方向运动。     

水力旋流器湍流特性研究

在介绍水力旋流器湍流特性的研究意义及前人研究成果的基础上，对水力旋流器中湍流能量的产生、分布和转化机制以及湍流对水力旋流器固液分离性能的影响进行了探讨。研究表明，较高的湍流强度将降低旋流器的分离效率，而雷诺切应力的存在则对旋流器的工作有利有弊。研究成果对水力旋流器的优化设计与运行具有指导意义。     

固-液水力旋流器的人工神经网络模拟

文中用改进的BP人工神经网络(ANN)方法,建立了固-液旋流分离器的网络模型,实现了根据处理物性参数和分离要求进行固-液水力旋流器结构与操作工艺参数的全面设计,弥补了以往数学模型方法的某些不足,为固-液水力旋流器结构参数和操作工艺参数的优化提出了一种有效而简单的新方法。     

黄河泥沙分离的水力旋流器数学模型建立与分析

阐述关于采用以水力旋流器作为分离平台,黄河泥沙分离时液流数学模型的建立和泥沙颗粒的运动动力特性的分析,细微泥沙颗粒在水力旋流器里对液流影响可忽略,迎过分析进入旋流器液流具体分析液流等式和建立RNG数值模型等式。了解颗粒运动轨迹和涡旋效应对液流颗粒运动的影响,以及颗粒分离的效率影响因素,继而,对采用水力旋流器对黄河泥沙进行分离的数学模型的建立提出研究方向。     

水力旋流器固液两相流测试研究

采用新型的激光测量仪器—粒子动态分析仪(PDA)对水力旋流器内固液两相流中的固粒速度场及其粒度的分布规律进行了测试,首次获得了旋流器内固粒浓度的实测分布规律;并对涉及到水力旋流器分离机理的固相粒子分离过程、“溢流跑粗”、器壁易受磨损的主要原因等问题作了分析,提出了一些新观点。     

高分离精度的水力旋流器的开发

介绍了一种具有中心锥和溢流管附件的新型水力旋流器，分离性能试验表明其分离精度较高；对中心锥的结构及其位置参数进行了优化研究。     

离心压缩机内固粒运动规律与冲蚀磨损的数值模拟

针对离心压缩机叶轮的冲蚀磨损问题,利用FLUENT中离散相模型、质量冲蚀率模型,对压缩机内部不同粒径的固体颗粒的运行轨迹、运动速度、偏聚浓度及造成的叶片冲蚀率的分布进行了数值模拟。结果表明:粒径为5~20μm的绝大部分的固体颗粒流经大叶片压力面附近流道;固体颗粒在运动到叶片前缘过程中速度迅速升高,在压力面腹侧会有所减小,后缘处重新升高;大叶片后缘根部固体颗粒浓度高、运行速度快,冲蚀磨损严重,且固体颗粒直径越大对大叶片压力面造成的冲蚀磨损越严重。     

轴入式两级串联旋流器流场分析与性能评估

为解决狭长空间内无法实现油水两相介质高精度分离的问题,结合旋流分离理论,设计了一种可实现轴向进液的两级串联旋流器,针对该装置开展内部流场特性及 分离性能研究。揭示了不同处理量及分流比对旋流器内速度场、压力场、浓度场以及分离效率的影响规律。结果表明：随着处理量的增大,底流口压降最大值逐渐增大且增长速率逐渐增大,旋流腔内切向速度也逐渐增大;增大一级溢流分流比,可减小环式通道及二级旋流器内的切向旋动能,二级溢流分流比对一级旋流器分离性能影响不大;实验及模拟得出研究范围内一级分流比为20%、二级分流比为15%时分离效率最高,最佳处理量为4.8 m3/h,最佳总分流比为32%;装置对不同流量、不同分流比条件具有较强的适应性,分离效率最高可达99.6%。     

Experimental Research on Salt-out Particle Motion and Concentration Distribution in a Vortex Pump Volute

The vortex pump is suitable for salt solution transportation. But the salt-out flow mechanism in the pump has not been understood fully. Salt-out layer formation and growth rate are closely related to crystal particle motion and concentration distribution. Study on the particle hydrodynamic characteristics in the pump volute becomes a key problem, because the crystal particles are mainly distributing in this zone after they enter the pump. Phase Doppler particle analyzer(PDPA) is used to measure the two-phase flow field in a model pump volute to get more understanding about the salt-out phenomenon. The crystal particle velocities are obtained in all three peripheral, radial and axial directions. Particle size and particle number density(PND) measurements are also performed in the experiment. Results are presented and discussed along the radial direction under different pump operating conditions, as well as various axial measurement positions. It is found that particle velocity gradient of peripheral component varies with the pump discharge. There is a turning point of relation between peripheral velocity component and discharge. Radial flow velocity curves look like a saddle shape and velocity magnitudes are changing greatly with the discharge. The non-equilibrium velocity feature between liquid and solid phase on this direction is also remarkable. Particles flow into the impeller at radial position R1, and the axial velocity component increases in this region. The particle size curve shows an open-up parabola distribution. The largest particles are distributing near the casing peripheral wall. As flow rate increases, accordingly PND increases. It also grows up in the axial-outward direction towards the suction cover. Crystal particle aggregation phenomenon can be revealed from the analysis of particle size and PND distribution, and the aggregation region is determined as well. Research results are helpful for optimal design of this kind of pump preventing salt-out.     

大颗粒下螺旋离心泵内运动特性数值模拟与分析

以150×100LN-32型螺旋离心泵为模型,采用欧拉多流体、RNG k-ε模型对其内部进行三维数值模拟。对比不同颗粒粒径以及浓度情况下固液两相流场,分析了在大颗粒情况下,固体颗粒在螺旋离心泵内的运动情况。通过固相体积分数、压力以及速度分布,得出了大颗粒固液两相流在螺旋离心泵内的运动特性。并以此为参照,分析大颗粒情况下螺旋离心泵磨损情况。     

水力旋流器压降及压力分布特性的数值模拟

利用数值模拟技术，研究了水力旋流器内的压降及压力分布特性，计算得到的各种旋流管的压降结果和实测值吻合较好，其相对误差不超过15％，径向压力梯度的计算结果表明：圆筒段不利于分离；大锥段有利于油滴向轴心方向运移，尾直管是油滴向轴心移动的低效区。旋流管各段压降所占比例基本上不随流量变化而变化，其中圆筒段最小，小锥段最大，尾笔段稍大于大锥段。     

烟雾粒度测试技术研究

采用激光粒度仪器建立了固体火箭发动机烟雾粒度分布测试系统，介绍了烟雾粒度测试的原理和方法，并对所得到的数据进行说明和讨论。     

机械运动方案实体模型实现可视化动态模拟的研究

通过装配约束关系建立了机械运动方案可视化动态模拟模型，实现其运动学和动力学显示，对机械运动方案设计起到形象化显示作用，其运动学和动力学分析结果成为方案设计个不可缺少的步骤．使方案设计水平得到提高。     

磁粉性能对磁粉离合器特性影响分析研究

研究了磁粉离合器转矩传递的工作机理,建立了磁粉离合器磁场场域的分析模型,重点分析研究了磁粉的磁性能和粒径对磁粉离合器转矩传递特性的影响关系,仿真结果与磁粉离合器实际工作特性相吻合。研究结果表明,通过提高磁粉材料磁性能、减小磁粉粒径可有效提高磁粉离合器转矩传递性能。     

用于油水分离的水力旋流器中液滴破碎研究进展

对水力旋流器中的湍流度、雷诺切应力及颗粒的湍动能进行了分析，给出了水力旋流器中油滴破碎可能性较大的几个部位，分析了水力旋流器中液滴破碎的机理，阐明了液滴破碎判据-临界Weber数的表达式，并对理想球形液滴的破碎进行了分析。     

基于固体颗粒尺寸分布的微孔滤膜堵塞机理分析

滤膜堵塞法是一种半定量的油液污染度检测方法,研究固体颗粒尺寸分布与滤膜堵塞机理的关系有助于该检测方法的定量化。利用AC细粉尘及煤粉配制了8种不同尺寸分布的悬浮溶液,选择了10 μm、15 μm两种不同尺寸的微孔滤膜,对其堵塞机理与溶液中固体颗粒尺寸分布的关系进行试验研究。基于膜孔尺寸将颗粒划分为可通过颗粒、敏感颗粒、架桥颗粒及易挡孔颗粒,将溶液恒压下通过微孔滤膜的流量衰减曲线与经典堵塞模型的堵塞指数相结合,分析不同类型颗粒在膜孔堵塞中的作用以及不同颗粒尺寸分布对应的滤膜堵塞机理。分析结果表明,微孔滤膜堵塞机理与溶液尺寸分布规律相对应,与膜孔尺寸的选择无关;溶液中的敏感颗粒越多,对滤膜的初始堵塞会越严重,越易形成滤饼;对于可通过小颗粒较多、敏感颗粒和架桥颗粒适量、易挡孔颗粒较少这种液压系统中常见的颗粒尺寸分布规律,微孔滤膜的堵塞以标准堵塞-滤饼过滤为主要机理。首次从颗粒尺寸分布的角度分析微米级滤膜堵塞机理,分析结果有助于建立滤膜通量与固体污染颗粒尺寸分布之间的关系,从而提高滤膜堵塞法的油液污染度检测精度。