不同入口高宽比旋风分离器内气固流动的数值模拟

采用雷诺应力模型(Reynolds stress model,RSM)对两种不同入口高宽比分离器的气相流场进行了数值模拟,同时用拉格朗日法模拟了分离器内颗粒的运动轨迹.结果表明:数值计算得到的分离器效率和气相流场分布与试验结果基本吻合;在相同入口面积下,入口高宽比大的分离器B的分离效率比分离器A约高2%～8%,但分离器B的压降也更大;分离器B内气相的切向速度大、颗粒平均进入位置低以及颗粒运动至壁面的距离短,有利于提高其分离效率,但是分离器B的短路流及排尘口附近偏心的纵向环流更大,不利于分离效率的提高.     

惯性分离器内气固两相流雷诺应力数值模拟

对循环流化床中气田惯性分离过程进行了详细的数值研究。湍流模型采用雷诺应力模型,研究对象为U型分离器内的气一固两相流动。为了真实描述固体颗粒与分离器壁面之间的碰撞过程,固体颗粒模拟采用颗粒轨道模型,引入壁面粗糙度的影响,同时考虑了固体颗粒在湍流中的扩散作用和颗粒之间的相互碰撞。模拟计算了不同入口速度、分离器挡板数目对颗粒分离效率和流体压降的影响,计算结果不仅给出了分离器内的气-固两相流动结构特性,而且给出了分离器效率、压降与入口主流速度和分离器结构参数的关系。     

卧式热交换式方形分离器分离性能的试验研究

对卧式热交换式方形分离器在不同风速和不同入口浓度下分离效率和阻力进行试验研究,并分析了运行工况分离性能。为了进行优化设计,对不同的结构方案进行了优化试验。结果表明,排气管直径和仲入长度分别为分离器特征尺寸的1／3和1／15的分离器具有高效、低阻等优点;对于粒径大于100μm的固体颗粒,其分离效率在90％以上,阻力小于1500Pa。     

不同入口截面角旋风分离器的分离特性

对常规旋风分离器的进口结构进行了改进:使得旋风分离器的入口具有一定截面角。利用计算流体动力学(CFD)技术对具有不同入口截面角旋风分离器的气相流场进行了数值模拟,比较了不同入口截面角时旋风分离器内部流场结构,并对不同入口截面角旋风分离器的压力损失和分离效率进行了实验研究。结果表明:进口具有一定截面角使得旋风分离器内部流场朝有利于颗粒分离的方向变化,可以有效改善旋风分离器的分离性能。在相同的入口风速下,随着入口截面角的增加,旋风分离器总效率和分级效率增加,而压力损失却减小。综合压力损失和效率随入口截面角的变化趋势,可以看出,在所研究的入口截面角范围,45°应是最佳的选择。     

多层管排入口结构对旋风分离器性能影响分析

为改善旋风分离器的性能,利用ANSYS软件对传统型分离器与新型分离器(在分离器入口装配多层管排结构)进行了对比模拟。结果显示:多层管排结构对分离器入口部分气体质量流量、颗粒相分布、分离器压降、分级效率(50%分割粒径)均有影响,当入口速度为10 m/s时从入口内侧通过的颗粒数相比于传统分离器减小了8.4%,而大部分颗粒被气体携带从入口的中部、外部进入分离器,这部分颗粒进入分离器后很容易被捕捉;虽然压力损失相比于传统型分离器升高5%,但50%切割粒径从2.6μm减小到2.1μm,大大改善了分离器对细小颗粒的捕捉能力。     

基于CFD技术的迷宫式油气分离器优化设计

应用计算流体动力学软件FLUENT对汽车发动机气门室罩内的迷宫式油气分离器进行三维两相流场和油滴颗粒分离效率的数值模拟.通过计算四种分离器结构参数(出口位置、出口直径、V型槽间距和V型槽宽度)下的分离器的分离效率和压降损失,分析了各参数对分离效率的影响,得到分离器性能的规律性结论和分离器的最佳结构参数,用于指导迷宫式油气分离器的设计.     

方形分离器入口高宽比及直段高度对分离性能的影响

为了研究结构参数对方形分离器性能的影响,设计了15个不同入口高宽比(a/b)和直段高度(h)的入口带加速段的方形分离器,每一个分离器都具有相同的直段边长(D),入口高宽比的变化范围为3.8～10.6,直段高度的变化范围为1.8D～2.8D.在大型冷态试验台上相同的运行工况下,测试了它们的分离器效率及阻力.结果表明:随着入口高宽比的增大,分离效率先增大后减小,在a/b=8时分离效率最高;随着直段高度的增大,分离效率先减小后增大,在h=2.3D时效率最低.分离器阻力随着入口高宽比增大而增大,随着直段高度的减小而减小.二者优化值为a/b=8和h=1.8D,对应的分离器阻力为1.22 kPa.     

某发动机曲轴箱油气分离器设计

为改善发动机曲轴箱内窜出的气体,设计一种高分离效率的旋风式分离器。对旋风式油气分离器内部流场和分离性能进行数值模拟,进而优化分离器的结构尺寸。研究了分离器的入口直径、入口管段与水平面夹角和圆柱段长度这3个主要参数对分离效率的影响,进而对分离器结构尺寸进行优化,最后得到分离效率达到90%以上的最佳油气分离器设计方案。     

余热锅炉汽包内波形板分离器性能试验研究

针对余热锅炉汽包内常用的无钩、单钩和双钩3种波形板分离器,改变入口风速时对其总分离效率、单级分离效率、入口液滴粒径、出口液滴粒径和阻力系数进行冷态试验研究.结果表明:双钩波形板分离器的总分离效率最高;3种波形板分离器的临界破膜速度分别约为2m/s、5m/s和7m/s;无钩和双钩波形板分离器前3级的单级分离效率远高于后3级;随着入口风速的增大,单钩波形板分离器后3级单级分离效率的上升幅度较大,尤其是第6级单级分离效率的上升幅度最为明显;3种波形板分离器出口液滴粒径均在达到临界破膜速度时迅速增大;单钩波形板分离器的阻力系数远大于无钩和双钩波形板分离器;综合考虑,双钩波形板分离器的性能最优.     

不同进口形式方形分离器气固两相流动的数值模拟

利用CFD计算软件Fluent6.3,采用雷诺应力模型(RSM)计算了4种不同进口形式方形分离器的气相流场及阻力,采用颗粒离散模型计算了不同粒径颗粒的运动轨迹及方形分离器的分离效率等参数.模拟预测结果表明:方形分离器内部除外旋流和内旋流主流外,还存在一些对分离效率有重要影响的局部二次流,如:分离器内排气管高度空间内的纵...     

Numerical calculation of the dynamic behavior of solid particles through the inlet box with complex geometry of a fluid machine

A finite element method is used to calculate the three-dimensional gas flow field in the inlet box of a large-size fluid machinery,The dynamic behaviors of solid particles through the inlet box are obtained numerically by the “one way coupling” method .The trajectories of different-sized particles and the distribution of particle positions on the outlet plane of inlet box are investigated.     

尾部烟气脱硝装置入口烟道流场设计研究

煤燃烧过程中生成的氮氧化物（NOx）是造成大气污染的主要来源,选择性催化还原法（SCR）是目前国内外烟气脱硝的主流技术之一。本文应用流体力学的原理与方法,利用Fluent软件建立了SCR脱硝装置入口烟道流场仿真模型,经过模型调控对比,提出了适合烟道设计的最佳方案。     

弯管分离器的数值模拟与设计优化

为了优化设计转炉烟道中弯管分离器结构,利用计算流体力学软件Fluent,对弯管分离器中的气一固两相流进行了数值模拟。采用正交实验工况设计方法、级差分析法和方差分析法,研究了弯管转折角、分离器进出口当量直径比、斯托克斯数等5个因素对于分离效率和压力损失系数的影响。研究表明：5个因素中,斯托克斯数对分离效率有特别显著影响,斯托克斯数越大,分离效率越高。进出口当量直径比对压力损失系数有显著影响,弯管转折角对压力损失系数有一定影响。进出口当量直径比越小,弯管转折角越小,压力损失系数就越小。在模拟结果的基础上,得到了关于分离效率和压力损失系数计算公式。     

Unsteady CFD simulation on ash particle deposition and removal characteristics in tube banks: Focusing on particle diameter,flow velocity,and temperature

This study establishes a numerical deposition and removal model coupled with unsteady gas–solid turbulent flow to predict transport, impaction, sticking, and removal (or rebounding) characteristics of ash particles with high alkali metals based on Ansys Fluent software extended by user–defined functions. Dynamic mesh analytical strategy is employed to adjust the grid on the interface of flue gas and deposition layer to illustrate ash deposit growth characteristics. In this study, the effects of particle size, flow velocity, and inlet gas temperature on formation and distribution of ash deposits are studied. The results indicate that ash deposit distribution has significant particle size dependence. Larger particles tend to deposit on the windward side of first–row tubes, and account for the greatest share of total deposited mass. Smaller particles may deposit on the leeward side of the tube surfaces. Variation in impaction rates with time are influenced by the thermophoretic force and enlarged deposition area. With the increase in flow velocity, total deposited mass increases gradually. The influence of flow temperature on impacting rates is mainly embodied in the effect of flow temperature on thermophoretic force. However, the increase in inlet gas temperature has little effect on the sticking efficiency and ash deposit distribution. Nevertheless, the total deposited mass shows an increasing trend with inlet flue gas temperature.     

Deposition of aerosol particles in ductwork

Many ventilating systems do not function properly due to the fouling of ducts and components. There is a need to study a wide range of different duct systems, in order to reduce the deposition rate in absolute terms, thus arriving at a more efficient system. A preliminary study is conducted in the laboratory to determine the flow behaviour of aerosol particles in relation to the airflow for ducts of various aspect ratios. A constant-injection tracer-gas technique is used to determine the airflow rate in the ductwork. SF₆ tracer gas and smoke particles were injected at a constant rate into the inlet of each duct and their tracer-gas concentrations in ppm and smoke-particle concentration in mg m⁻³ were monitored at various points downstream. Algorithms were established for the deposition rate of smoke particles in various ducts. The results showed that the deposition rate of smoke particles was strongly influenced by the airflow rate and size of the duct.     

高温烟气急冷过程数值模拟

为解决含氯有机废液、废气焚烧时高温烟气降温过程中会产生二噁英的问题,提出了高温烟气急冷工艺.将焚烧产生的高温烟气直接通入水槽中进行冷却,通过分析不同烟气温度、不同入口速度时烟气在冷却水槽中的温度、体积以及速度分布,得到高温烟气降温所需要的冷却水液面高度和溢流堰宽度随烟气温度和入口速度的变化规律,为工程实际应用提供理论基础.计算结果表明,高温烟气的温度越高,进入水槽的速度越大,所需冷却水液面高度越大,溢流堰宽度越大.     

选择性催化还原烟气脱硝反应器流场的模拟优化

为改善反应器的性能,分析了影响选择性催化还原(SCR)反应器性能的因素及其关系,阐明了流场均匀性对提高SCR反应器运行性能的重要性,指出优化流场是提高SCR反应器性能的有效措施.以一台660MW机组为例,对其SCR反应器入口烟道和反应器导流部件进行了模拟优化设计,得出了流场优化设计布置方案.结果表明:通过优化布置,可以提高喷氨格栅(AIG)截面和催化剂入口截面速度分布的均匀性,从而改善SCR反应器的运行性能.     

Numerical Study of U—beam Inertial Separator

IntwctionChoulating fluldized bed (CFB) combustion is themost proInising clean coal teCboques that has receivedworld wide attention. A main feawt of CFB boilers isthe unedayed reCycle Of solid, coal and sorbantprtculate, in an extemal loop. SeParator which isreqH tO seParae the solid prtculate from the fluegasleaving the reactOr of CFB, play an twrtant role in theextemal solids reCycle loOP. It effects the combustionand desulPhurization Of CFB system peatiy.Presendy cyclone is most …     

燃气轮机余热锅炉过渡烟道的优化设计

针对余热锅炉过渡烟道内烟气流通截面的形式,给出了改变烟道上面板仰角和在烟道内加装导流板两种优化方案,并且通过对优化方案的模拟计算,得出了烟气速度在烟道出口截面上的分布情况。在对模拟结果的分析讨论后,得出两个优化方案的最佳选择。计算结果表明,加装导流板能够明显改善烟道出口截面的烟气速度分布,平均速度由11.13m/s增加到11.51m/s,速度的均方差由12.33m/s降为4.02m/s。将所得结论应用于实际工程中,取得了良好效果。