重力势能驱动旋流反应器及冶金特性实验研究

针对传统钢铁炉外精炼设备及其搅拌工艺能耗大、资源利用率低、环境负荷重等问题,提出利用重力势能驱动的旋流反应器用于金属的炉外精炼工艺,以达到降低环境负荷的目的.该反应器通过革新传统冶金反应器的构造,引入离心泵的设计原理,通过在漏斗形壁面上设置优良叶型的导流叶片,使沿导流叶片下流的钢液产生旋流,达到利用钢液本身的重力势能作为金属精炼搅拌动力的目的.利用水模型实验验证了这种新型冶金反应器的冶金特性,即对旋流生成与混合能力进行实验研究.结果表明,该反应器在工作中无需外加动力,产生的旋流能够提供金属冶炼所需的搅拌动力,较好的完成金属液的混合及冶炼过程;在已知的3种叶片形式中,前弯型叶片产生的旋流效果最佳.     

钢液中夹杂物动力学行为的数学模型

作为衡量钢产品质量的指标,冶金反应器内夹杂物大小、数量,形态和分布越来越受到冶金工作者关注.作为研究钢液中夹杂物行为的重要手段,数值模拟方法被广泛地应用于冶金工艺的优化.本文综合论述了夹杂物行为数值模拟的研究现状,分析了钢中夹杂物的基本数学模型和多模式数学模型优点和不足,并提出了未来的发展趋势和重点要解决的问题.数值模拟结果表明,受钢液运动的影响,夹杂物体积浓度和特征半径在连铸结晶器下方呈"W"形分布.     

短接触旋流反应器导叶位置对气相流动的影响

采用雷诺应力模型对不同导叶位置下的短接触旋流反应器内气相流动进行数值模拟,并且用组分输运方程研究了气体在旋流反应器内停留时间的分布规律,分析了导叶位置对反应器内气相停留时间分布、气相流场以及排气管入口短路流的影响。结果表明:不同导叶位置的旋流反应器排剂口处气相停留时间分布曲线相似,而混合反应区内气相停留时间分布曲线仅在时间轴上发生微小偏移;叶片离反应器入口越远,混合反应区内切向速度越小,而排气管下方分离反应区内外旋流切向速度显著增大及准自由涡范围减小;叶片与排气管入口距离减小可以降低附近短路流率,减小催化剂的“跑损”,但也增大了排气管内气流旋转强度,造成不必要的能量损耗增大。     

多相搅拌槽内宏观混合研究进展

多相搅拌槽反应器广泛应用于化工、冶金等过程工业中,而多相混合状态对于多相搅拌槽反应器的设计、优化和放大具有重要意义.混合时间是表征其宏观混合过程的一个重要参数.文中从实验和数值模拟二方面对多相搅拌槽反应器的液相混合时间研究进行综述,对气液、液固、液液、气液固4种体系的多相搅拌槽进行了分类总结,讨论了分散相、桨型、转速、...     

分布器结构对环流反应器气含率分布的影响

采用κ-ε二方程模型和欧拉多相流模型,对一种单筒单级气升式气液环流反应器内的湍流气液两相流进行了全尺寸的数值模拟研究,考察了采用3种不同气体分布器时反应器内气含率和流速分布的细节.模拟结果表明不同结构的分布器对总体气含率和内筒中的两相速度分布有很大影响,因而对气含率分布和气液两相接触效果有较大影响,从而对反应过程产生影响.单环分布器产生的气液两相接触效果较差,对于反应过程很不利.对于大直径的环流反应器推荐使用多环分布器.计算所得的整体气含率与实测的整体气含率进行了对比,吻合较好.     

轴流式旋流分离器研究进展

介绍了轴向入口旋流分离技术的研究进展,包括导流叶片的结构形式、数值模拟研究及实验研究等。对轴流式旋流分离器的发展趋势进行了简要分析,并指出今后应从哪些方面开展对轴流式旋流分离器的研究工作。     

三相旋流分离器气液固耦合数值模拟研究

针对工程实际三相旋流分离器结构优化设计和特性难于把握问题,基于计算流动动力学CFD理论,建立了三相旋流分离器气液固耦合数值分析模型,采用Mixture多相流模型对旋流分离器进行气液固三相数值模拟,研究了不同进口流量工况下旋流分离器的分离效率与压力损失,确定了结构优化后旋流分离器的最优进口流量区间。     

离子液体催化烷基化旋流反应器内轻相停留时间分布模拟研究

研究提出了一种可实现反应分离一体化的新型离子液体催化烷基化用旋流反应器,采用RSM湍流模型、Eulerian多相流模型加载组分运输方程对旋流反应器内轻相停留时间分布开展数值研究,并考察重/轻相体积流量比、入口总流量对停留时间分布的影响。模拟结果表明:旋流反应器内平均停留时间实验值与模拟值吻合;新型旋流反应器内停留时间分布曲线为单峰分布,无明显拖尾,说明反应器内返混现象较轻;轻相液体在旋流反应器内的平均停留时间随着入口流速的增大而减小;拟合出轻相液体平均停留时间与入口流量的函数关系,可根据烷基化反应时间来调节适宜的操作工况。     

液液旋流分离器的数值模拟研究进展

旋流分离器是近年来发展非常迅速的液液分离设备,其主要优点是高效、节能、占地面积少且成本低,工业应用广泛。数值模拟是液液旋流分离器研发与研究的重要手段。本工作系统地介绍了目前液液旋流分离器在数值模拟中的研究进展,详细地分析了数值模拟过程中旋流分离器模型的选择、几何结构和操作参数的改变对分离效率和流场的影响及最终的评价指标,并对几何结构和操作参数改变提出了见解,对液滴破碎和聚并、旋涡的数值模拟及开发新的公式评价分离效率进行了展望。     

脱硫用旋流反应器流场模拟及优化研究

作为新型高效反应设备的新型旋流反应器,集混合、吸收反应、分离于一体,在三维旋流作用下可有效提高传动、传质、传热速率,又利用高速旋流的强离心分离作用将气液两相高效分离,设备简单,可有效缩短工艺流程,应用于炼厂气醇胺法脱硫工艺,具备较强的优越性。研究基于数值模拟的方法,对脱硫用旋流反应器流场分布规律以及操作条件对气相流场特性的作用规律进行了仿真模拟分析。