旋风分离器在褐煤干燥提质中的数值模拟

为了提高旋风分离器在褐煤干燥提质中的工作效率,采用正交试验的方法,选择旋风分离器的入口速度、排气管外延伸长度、褐煤粒径3个参数为因素,每个因素取3个水平,选取L_9(3~4)正交表得到9组方案。运用FLUENT15.0软件对旋风分离器的流场进行数值模拟,并以褐煤最优分离效率为指标,由极差综合分析法得出入口速度是影响褐煤干燥提质的主要因素及旋风分离器的入口速度、排气管外延伸长度、褐煤粒径的最优组合。     

旋风分离器环形空间三维流场的数值模拟

采用改进的雷诺应力输运模型加入到FLUENT软件平台上,模拟旋风分离器环形空间的三维强旋湍流流场分布,重点分析环形空间流场的分布特征。模拟值与实验值基本吻合,说明改进的雷诺应力输运模型可以对环形空间流场分布有较好的预报效果。结果表明：环形空间流场呈显非轴对称性分布,进口处存在短路流。     

直切双入口旋风分离器流场的数值模拟

用RSM模型对直切式单、双入口型旋风分离器三维流场进行了数值模拟,结果表明:双入口型改善了单入口型式流场的不对称性,减小了流场内部的涡流;随着入口尺寸减小,进口气速的提高,其切向速度和总压增加明显,而轴向速度和径向速度变化不明显。     

斜切双入口旋风分离器流场的数值模拟

用RSM模型对斜切双入口型旋风分离器三维流场进行了数值模拟,结果表明:斜切双入口型式很好的改善了单入口旋风分离器流场的不对称性,减小了内部的局部涡流;随着倾斜角度的增加,其切向速率,轴向速率都呈现先增加后降低的趋势,在倾斜角度为12°时轴向速率达到峰值,倾斜角度为10°时切向速率达到峰值,压降也呈现先增后降的规律,但最大值也远远小于单入口形式,径向速率变化不明显。     

基于数值模拟的螺旋式旋风分离器气相流场分析

借助CFD软件,选用RSM分析模型,对螺旋式旋风分离器内部流场进行了模拟分析。结果显示,该分离器内部流场比较稳定,具有各向异性特点,排除了传统分离器的短路、返混及上灰环现象,但局部仍存在低强度涡流。     

粉煤热解系统旋风分离器流场的数值模拟研究

为了进一步了解粉煤热解系统旋风分离器的流场分布规律,在根据旋风分离器实物建模的基础上,选用RSM湍流模型、离散对流项QUICK格式、压力梯度项PRESTO格式对其流场进行数值模拟。对于旋风分离器的切向速度分布、轴向速度分布及流场湍流结构的模拟分析说明,通过该数值模拟方法能够得到合理的流场分布规律,这为后续的颗粒场模拟奠定了基础。     

旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别

采用计算流体力学软件Fluent,基于非稳态雷诺应力湍流模型对旋流分离器流场进行了模拟,得到了旋流分离器内部切向速度和轴向速度分布,并与实验值进行对比;同时将Q判据应用于旋风分离器内漩涡结构的识别,比较了切向进口处两种不同网格结构对涡结构的影响。结果表明:非稳态的雷诺应力湍流模型模拟结果对切向速度进行很好的预测,几乎与实验一致,轴向速度与实验结果趋势一致,能够很好的预测轴向速度的"驼峰"结构;切向进口处的网格质量由于伪扩散对模拟结果有影响,需要进行优化;利用Q判据能够将旋风分离器内部的旋进涡及环形空间二次涡进行准确识别,在旋风分离器中心轴线附近及环形空间存在漩涡。     

冷壁旋风分离器温度场的数值模拟研究

采用数值模拟和理论分析的方法研究了壁面降温对旋风分离器温度场及液滴分离规律的影响。数值模拟结果表明,壁面降温可以显著改变旋风分离器的温度场,且温度沿着径向呈M形分布,沿着轴向向下逐渐降低,这是旋风分离器特有的上、下行流动传热的结果。通过对液滴的形成、碰撞和碰壁的分析,得出壁面降温可以促进液滴的凝析、聚并和黏壁,有利于液滴的回收。     

螺旋面双入口旋风分离器流场及分离效率的数值模拟

采用非稳态RSM湍流模型对螺旋面单入口、螺旋面双入口(90°、120°、150°、180°)5种分离器的流场进行数值模拟。结果表明:螺旋面双入口分离器流场稳定且对称性好,"顶灰环"现象不明显,压力损失小,分离效率高;在相同气速条件下,随着入口旋转角的增加,分离器的压降不断变小,而且入口旋转角越大,压降随入口旋转角增大而变小的幅度越来越小;入口旋转角为90°的螺旋面双入口分离器分离效率最高。     

基于FLUENT的旋风分离器结构改进数值模拟

旋风分离器的结构影响着其分离效率和压力损失。从分离器的进料口、排气管、筒体长度这3个方面对分离器的结构进行改进,并针对分离器内的气相流动,选择RNGk-双方程湍流方程得到不同结构分离器内气相流场分布。模拟结果表明,选择180°蜗壳双进料口、增加排气管直径、加大排气管插入筒体的长度和增加筒体长度有利于优化分离器的分离性能。     

浅槽重介分选机内部流场的数值模拟研究

介绍了浅槽重介分选机的结构、工作原理和技术特点,并采用Fluent软件,对浅槽重介分选机内部的流场进行了分析和研究,得出了各主要位置的速度和速度变化规律,揭示了浅槽重介分选机在分选过程中的悬浮液体流场形态及运动规律,以为其结构设计和改进提供理论依据。     

基于DPM-CFD的旋风除尘器内部流场数值分析

采用离散相模型对旋风除尘器内部气固两相流场的分布特性进行数值模拟分析。模拟结果表明:粉尘颗粒的运动具有很强的随机性,上尘环和局部涡流始终存在,在除尘器圆筒壁面和中心管之间的区域以及中心管底部下方的区域都形成了环形的纵向涡流,中心管底部下方区域和中心管的进口区域湍动能和湍动能耗散率最大,中心管长度是影响旋风除尘器内部流场的一个重要参数。此外,对中心管的长度做了最优化设计,为旋风除尘器的结构优化设计和重点研究方向提供了借鉴和依据。     

DWP重介质旋流器流场的数值模拟

选用雷诺应力湍流计算模型（RSM）,对两种直径为1 300 mm的DWP型重介质旋流器的流场进行了数值模拟,并对结构参数和能耗进行了研究.对流场三维速度、压强、密度和空气柱的数值模拟研究表明,在旋流器内存在短路流现象;双入介DWP旋流器分选效果优于单入介DWP旋流器,处理能力高于单入介DWP旋流器,能耗比单入介DWP旋流器减少33%.     

DSM重介质旋流器流场的数值模拟

采用计算流体力学软件,选用RSM湍流数值计算模型,对DSM型重介质旋流器的流场进行了数值模拟.研究了DSM型重介质旋流器流场的速度分布、密度分布和压力分布,得出4点结论：旋流器内的流体沿着溢流管的外侧向下流动,使旋流器分选时存在短路流,降低了旋流器的分选效率.旋流器内的轴向速度越接近中心越高,大约在旋流器半径的中部通过零点,所有速度为零的个点形成了零轴速包络面（LZVV.旋流器内的切向速度从内向外逐渐升高,在空气柱附近达到最大值,然后逐步下降到最低点.由于回流的作用,在旋流器中间造成负压区形成了空气柱,空气柱截面直径大约为溢流口直径的0.6倍.     

旋流器内部流场的数值模拟方法研究

旋流器以其操作简单,运行成本低,物理尺寸小等优点广泛应用于化工分离行业。其内部流场情况对其分离精度及分离效率起着关键作用,准确模拟该流场具有重要意义。流场变量梯度高、旋流特征强,尤其中心空气柱的存在增加了其数值模拟的不确定性。借助CFD(Computational Fluid Dynamics)软件,对75 mm经典旋流器系统地进行了气-液两相流非稳态数值模拟,研究了湍流模型,压力-速度耦合方式以及离散格式对旋流器内部流场计算结果的影响,并将其空气柱直径、切向速度以及轴向速度进行对比。结果表明:RSM(Reynolds Stress Model)湍流模型可以较为准确地预测旋流器流场,仅在空气柱附近区域预测的速度值偏低。RNG k-ε(RNG k-epsilon)、Realizable k-ε(Realizable k-epsilon)以及Standard k-ε(Standard k-epsilon)湍流模型预测的该流场与实际流场存在较大差异。其中,RNG k-ε模型误差较Realizable k-ε以及Standard k-ε模型稍低;QUICK与Second Order Upwind离散格式在预测旋流器内部流场时差别不大。Third-order MUSCL,Power Law以及First Order Upwind离散格式没有求解出流场中完整的空气柱;SIMPLE,PISO及Coupled三种压力-速度耦合方式对计算结果的影响不大,相比较而言SIMPLE算法为较适合计算旋流器流场的压力-速度耦合方式。Coupled较其他2种算法在溢流管段预测的空气柱直径偏大,速度偏小,部分锥段空气柱直径偏小,速度偏大。     

基于CFD立式离心分选机的内部流场数值模拟分析

针对离心选矿机内部流场分布、颗粒无规则运动等问题,构建矿机内部三维流场域模型,并结合有限元理论借助CFD对分选腔内物料的分布规律进行数值模拟研究。结果表明:分选区间存在一种水力特征流态效应对细粒分选具有强化作用;通过模拟富集槽内轻重颗粒运动规律得出影响分选效率的主要因素集中体现在富集槽的截面形状不同,设计了一种双弧形壁面缩短了选矿恶化时间周期,为进一步优化立式离心分选机结构参数及查明流场特征及其规律提供相应的理论指导。