旋流分离器液固分离数值模拟研究

旋流分离器被发明至今已有一百多年,是一种古老而现代的多相流分离技术。被广泛用于各个行业。水力旋流器的内部进行着复杂的两相流运动,是液相以及固体颗粒相分离的一个过程,而固体颗粒的在旋流器内部的运动,很大程度上由液相的运动所决定。本文通过采用CFD软件FLUENT对旋流分离器进行模拟研究,液体的连续相采用RNG K-ε模型,固体离散相采用DPM模型,通过数值分析可以得到旋流器内部流场的情况,探究进口速度以及颗粒大小对分离效率的影响。     

内锥式脱油旋流器流场分析与结构优化

采用流场模拟方法研究了内锥式脱油型水力旋流器的内部流场,其中湍流模型采用多相流中的ReynoIds应力模型,基本方程的离散和求解采用SIMPLEC算法,应用计算流体动力学(CFD)方法对内锥式脱油旋流器进行数值模拟,揭示了特性参数对旋流分离器性能的影响.     

液-液旋流分离器内流场的数值模拟研究

用计算流体动力学(CFD)的数值方法,采用RSM模型对油水分离用液一液水力旋流器的流场进行了数值模拟。单相流场的模拟结果表明,旋流器内的流场结构是强旋转和非对称的三维结构,因而对旋流器的研究(无论是数值模拟还是实验测量)必须是基于三维的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;其模拟结果与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可靠的。另外还对油一水两相流场进行了研究,初步揭示了液一液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考。     

固体颗粒密度对多相耦合油水旋流分离性能的影响

为进一步提高油田采出液油水分离效率,提出了一种多相耦合分离方法,向油水混合液中加入第3相介质固体颗粒,提高旋流器分离性能.采用离散相模型,在不同固体颗粒密度条件下,对旋流器内的固体颗粒分布等进行数值模拟分析.结果表明:加入固体颗粒可以提高旋流器的油水分离效率,最大可提高2.88％.     

基于雷诺应力模型的脱油旋流器流场特性研究

采用雷诺应力模型(RSM)对油水分离用水力旋流器进行了数值模拟,模拟出了循环流和短路流现象,得到了内部流场的轴向速度、径向速度和切向速度的分布规律;模拟结果与实验结果吻合较好,说明该湍流模型和计算方法的选取是正确的;另外,针对油相体积分数为2%,油滴粒径为40μm的混合介质进行分析,得出了油水二相的体积分数分布。在旋流器的轴心处油相体积分数最大,最大处混合介质中含油体积分数高达98.9%;在壁面附近体积分数很小,说明该水力旋流器的分离效果较好。通过数值模拟为进一步研究水力旋流器内部流场的分布和结构优化设计奠定了基础。     

旋流分离器在乙二醇脱盐过程中的模拟研究

应用计算流体力学(CFD)模拟研究了旋流分离器内液固(乙二醇-NaCl)两相分离过程.应用RSS雷诺应力湍流模型、DPM离散相颗粒模型,建立液固两相分离模型,研究了旋流器结构、固相颗粒粒径、操作条件对颗粒分离效率、压降的影响.结果表明:采用优化的旋流分离器,粒径大于35μm的NaCl颗粒分离效率可以达到99.6％以上.     

基于离散相模型的双锥型水力旋流器磨蚀分析

基于计算流体动力学(CFD)方法,采用Gambit建模,利用Fluent软件中的离散相模型(DPM)进行分析,分析出了普通双锥型水力旋流器内壁的磨损部位包括切向入口处、旋流腔和大锥段的交界处,以及大锥与小锥的交界处等;改进后旋流器的磨损情况得到了明显的改善,分离效率也有所提高。同时,对双锥型水力旋流器的压力特性进行了分析。     

操作参数对水力旋流器壁面磨损的影响研究

水力旋流器是利用离心力场加速其内部颗粒沉降和强化分离过程的分离设备。水力旋流器内的介质在离心力场作用下做强烈的旋转运动,对水力旋流器壁面造成冲击和摩擦,因此磨损问题是水力旋流器最主要的失效形式。针对水力旋流器壁面出现的严重磨损问题,采用数值模拟与实验相结合的方法,研究操作参数对水力旋流器壁面磨损规律。利用Fluent求解其内部流场和固体颗粒的运动特性。探究水力旋流器的操作参数进口速度和颗粒粒径对壁面磨损的影响规律。搭建了一套水力旋流器壁面磨损实验装置进行磨损实验,与数值模拟的结果作比较,实验规律与数值模拟相符。     

锥角对水力旋流器压力场和速度场的影响

针对所建立的静态水力旋流器结构模型进行了简要的分析,采用CFD软件中基于各相异性的雷诺应力湍流模型,应用PC-SIMPLEC算法,对双锥水力旋流器内部流场进行了的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性和速度分布特性.结合流体力学及旋流器理论分析验证模拟结果的正确性.研究发现:在一定范围内,水力旋流器内部压力降...     

水力旋流器两相湍流数值模拟研究进展

数值模拟已经成为研究水力旋流器流场理论的重要手段,论述了国内外对于水力旋流器内两相流场的数值模拟研究进展,雷诺应力模型作为目前水力旋流器流场模拟的重要模型虽然已经得到广泛应用,但仍存在很大缺陷。通过分析研究成果提出了对于雷诺应力模型的改进和完善,今后对水力旋流器数值模拟研究的重点和发展方向。     

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。     

水力旋流器中水细煤粉两相流动数值模拟

文章采用计算流体力学(CFD)技术,选用RSM湍流模型对固—液水力旋流器中水细煤粉两相的三维流场进行了数值模拟研究。给出了旋流器内的压降分布和切向速度分布。其中,在同一轴向位置上,压力随半径的减小而减小,在径向方向上压力梯度很大;沿半径的方向,切向速度由外到内可以分为3部分:紧靠器壁的边界层、中间部分的上升段以及中心部分的下降段。此外对粒径在0.5～0.9μm的煤粉颗粒运动进行了数值模拟。文章的工作对进一步合理设计旋流器进行实验,计算旋流器内的多相流动提供了基础和参考。     

水力旋流器对海底天然气水合物混合浆体分离提纯

针对我国水合物海底分离部分的技术空缺,对国内外现有的海底分离技术进行分析总结,并结合海底深水浅层天然气水合物固态流化绿色开采技术,设计了一种适合于天然气水合物海底预分离的工艺,并利用水力旋流器对水合物浆体进行分离。建立水力旋流器的力学模型,基于雷诺应力模型研究了一种适合固-固-液三相流的流场模拟分析方法,并通过数值模拟得到了旋流器内部流场的相应参数,证实水力旋流器对海底水合物分离的可行性与可靠性。通过改变混合浆体中颗粒粒径、进给速度、进给混合浆体中泥砂体积分数以及水力旋流器的锥角,分析水力旋流器分离效率的影响规律,得到了在颗粒粒径为10~90μm的工况下,最优的分离效率的粒径为50~70μm;进给速度为7 m/s左右,泥砂体积分数为25%左右。     

注气对油水分离水力旋流器流场影响模拟分析

采用雷诺应力湍流模型、混合模型和离散相模型对注气型油水分离水力旋流器进行数值模拟,得到其内部流场的速度分布和油滴粒子运动轨迹,分析对比了注气前后进口流量、分流比和充气量对分离效率的影响,数值计算结果与文献实验值进行了比较。结果表明,充气后流场速度增加,油滴粒子逃逸时间缩短,旋流器分离效率提高5%~10%,在一定条件下气浮对旋流分离起到强化作用。     

一种新型水力旋流器的机理研究及设计

介绍了水力旋流器的工作原理,分析了水力旋流器内部流场和旋流器内颗粒的运动状态,在此基础上提出一种新型的水力旋流器-宽域水力旋流器,可同时分离重质和轻质固体颗粒物.并给出了该水力旋流器的结构设计参数标准.     

水力旋流器湍流场数值模拟

<正> 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正.     

多进口旋流器流场特征及分离性能

为了改善单进口旋流器稳定性差、分级效率低等问题,本文提出了多进口旋流器结构。通过数值模拟方法,在恒定入料工况下,对比分析了单、二、三、四进口旋流器的流场特征和分离性能。研究结果表明：增加旋流器进口数量,会对旋流器流场和分离性能产生积极影响,有利于旋流流场径向压力的增大,且进口数量为偶数时,流场径向静压力增强效果更好;旋流器柱段区域流场切向速度增大,有利于强化旋流器分离能力。同时使用Mixture耦合RSM模型预测了离散相CaCO₃颗粒的分离效率,结果表明多进口旋流器可以在低速度入口条件下完成离散相的高精度分离。入料速度为3m/s的工况条件下,多进口旋流器分离50μm、57.5μm颗粒的底流分配率较单进口旋流器分别提升了10.60%、5.59%,对抑制旋流器溢流产品错配率和提高分级精度有积极的影响。因此,增加旋流器进口数量,可以有效提升旋流分级效率和分离精度。     

导向叶片对导叶式旋流器内流场的影响

借助Fluent软件,采用雷诺应力模型对导叶式水力旋流器进行了数值模拟,得到了内部流场的轴向速度、切相速度和径向速度的分布规律,对比不同结构参数的导向叶片对旋流器内速度场的影响。通过分析,导叶式旋流器的叶片有最适宜的角度,它可减小湍流脉动,增加旋流器分离的稳定性。     

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。     

NST分解炉风煤料配合情况的数值模拟研究

根据某公司4000 t/d水泥熟料生产线热工参数测定结果,运用计算流体力学(CFD)数值模拟对其NST分解炉内气流场、煤粉/气流两相流场及其燃烧状态进行分析.其中,对连续相、颗粒相的计算分别采用k-ε双方程湍流模型和离散相模型;对离散相与湍流之间的相互作用采用随机跟踪模型.燃烧计算则采用有限速率/涡耗散模型.模拟结果表...