涡状线进料体旋流器分离性能的数值分析

合理的进料体结构是提高旋流器分离性能的重要途径,它不仅可以对颗粒起到引导和加速的作用,而且可以实现颗粒的预分离.但是,直到现在也没有确切的理想进料体控制方程.传统旋流器采用单一直线式结构,该结构虽然加工简单,但是能量损失大,短路流现象严重.为了克服传统进料体的缺点,本文提出一种涡状线进料体结构形式,能有效提高旋流器的分...     

油水分离旋流器分离性能的数值模拟分析

以某一特定结构的旋流器作为研究对象,采用mixture混合模型、symmetric曳力模型及RSM雷诺应力模型等,通过数值模拟的手段分析操作参数、物性参数与分离效率之间的关系。其中,最佳溢流比为0.14;最高分离效率为96.85%;由于受剪切力的影响而出现变形、破碎及再碰撞聚结的影响,粒径为1 mm时,分离效率最高。     

锥角对固-液水力旋流器流场及其分离性能的影响

采用激光粒子图像测速系统(PIV)和计算流体动力学(CFD)的数值方法研究了固液水力旋流器的锥角变化对旋流器内轴向速度场、切向速度场分布以及旋流器分离效率的影响.模拟结果表明,锥角的减小对小颗粒固体的分离有促进作用,但过小的锥角却会使锥段内的涡流强度增加,降低分离效率,针对不同的柱段结构参数,应具有最佳锥角.模拟结果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.     

旋转矩形通道流场特性的数值模拟

应用FLUENT软件对旋转矩形通道内气流流场进行三维粘性数值模拟，分析了RNG k-ε湍流模型和RSM模型在模拟旋转矩形通道气流流场的差别，以及旋转直通管道在不同流量及不同转速下其气流流场的变化规律。结果表明：RSM模型比RNG模型能更好地模拟湍流驱动二次流；通道内的主流和二次流特性随流量和转速发生显著变化。     

水力旋流器进料物性参数对其流场规律的影响

在水力旋流器的结构参数和操作参数一定的情况下,改变进料物性参数(包括固相密度、粒度及浓度),用粒子动态分析仪(PDA)对水力旋流器内固相颗粒运动规律进行测试。根据测试结果,探讨了进料固相物性对水力旋流器内固粒运动规律的影响,为水力旋流器的结构优化以及进一步推广应用提供了重要的理论基础。     

旋流器分离油泥的数值模拟分析

针对油泥含油量高、含渣量低的特点,应用Fluent软件,采用k-ε标准湍流模型和混合模型对旋流器分离油泥时油-水-颗粒三相的分离过程进行数值模拟,研究不同入口体积流量和不同入口油泥颗粒直径对三相分离效果的影响.数值模拟分析结果表明:油水的分离区域主要集中在圆柱段和圆锥段上半部分;随着入口体积流量的增大,油和颗粒的分离效...     

柱形旋流器入口结构对油水分离影响的数值模拟

通过数值模拟,分析了入口结构对油水在柱形旋流器中分离性能的影响。数值模拟时,油水两相流动采用Fluent中的混合模型,相间的相对运动采用代数滑移模型,湍流影响则使用修正的RNG K-ε湍流模型。获得了入口形状、入口方式和入口位置对柱形旋流器油水分离性能的影响。这些结果为优化柱形旋流器结构奠定了基础。     

筒体结构对轴流式气液旋流器分离性能的影响

试验研究了不同筒体结构的轴流式气液旋流器的分离效率和阻力损失性能,试验研究表明,在流速相对较低时,管锥式旋流器的分离效率要高于管柱式,而在流速较高时,管柱式旋流器的分离效率要高于管锥式.对于一定的处理量(即流速一定),管锥式旋流器的压降损失要低于管柱式.     

三相分离旋流器内流场及分离性能的研究

三相分离旋流器可实现三相混合物的同时分离,如冷焦水去粉除油。为探究三相分离旋流器流场特征及分离性能,采用CFD软件Fluent对其进行数值模拟研究并通过操作性能试验间接验证。结果表明,三相分离旋流器中心溢流管的设计在保留了一般旋流器流场结构的同时,向上旋流形成两个溢出流,可实现第三相的输出。切向速度在环形溢流管和中心溢流管内均沿半径方向增加,在靠近内壁处达到最大值,且中心溢流管内切向速度最大值比环形溢流管内小。模拟结果表明:冷焦水中油相和固相分离效率分别可达到80%和90%。     

离子液体烷基化用轴流式旋流器分离性能模拟研究

针对离子液体烷基化工艺中产物分离不及时等问题,提出将轴流式旋流器用于离子液体烷基化产物与催化剂的分离.采用雷诺应力模型和Eulerian多相流模型对旋流器分离效率及压降进行数值计算,重点研究操作参数对旋流器分离效率和压降的影响,同时综合考虑催化剂和反应物在分离过程中的接触情况,探究副反应较少的操作条件.研究表明,轴流式...     

污水除油旋流器内流场的CFD模拟

简要地介绍了液-液旋流分离器的工作原理、优点和应用.对旋流器进行几何建模,并对模型进行网格划分和定义边界条件.用计算流体力学CFD数值方法,并采用RSM模型对污水除油旋流器的流场进行了数值模拟.对液-液两相流场进行了研究,得出分离器内部的速度场、压力场、粒子轨迹分布和各相体积分数分布图.初步揭示了液-液两相分离的现象....     

高宽比对矩形微小通道内流动的影响

为了研究高宽比对矩形微小通道内流动的影响,选定槽道当量直径均为lmm,长度为360mm,矩形截面的高宽比分别为1/10、1/5、1/4、1/2、1、2、4、5和10的微小通道,实验测得煤油在其中的流动压降,算得其沿程的损失系数.结果发现截面高宽比小于1时,沿程流动压降随截面高宽比增大而减小,损失系数随截面高宽比增大而减小;截面高宽比大于1时,沿程流动压降随截面高宽比增大而增大,沿程损失系数随高宽比增大而增大.     

具有溢流帽结构的旋流器流场特征及分离性能研究

针对普通旋流器运行过程中存在短路流导致溢流跑粗的问题,提出一种溢流帽式旋流器,并对其进行了数值模拟和试验研究.模拟结果表明,相比于普通旋流器,溢流帽式旋流器内空气柱直径减小,能耗降低,离心力场强度更大,流体切向速度增大,轴向速度降低,颗粒参与分离时间长,分离更充分,有利于改善溢流跑粗,提高分离效率.试验结果显示,溢流帽...     

晶须长径比对树脂基复合材料力学行为影响的数值模拟

在单向晶须增强树脂基复合材料的轴对称模型和已有研究成果基础上,利用有限元分析方法,研究该类复合材料中晶须长径比的变化对材料整体力学行为的影响.结果表明:晶须长径比对晶须应力作用明显大于对基体的影响;晶须的长径比h/r≤30时,随着晶须长径比的增大,发生在晶须端部处的集中应力急剧增加;但当长径比h/r＞30时,长径比的进一步增加对集中应力影响不大;随着晶须长径比的增大,界面剪切应力减小,分布曲线下移;但当长径比h/r＞30时,长径比的进一步增加对剪切应力影响不大;随着晶须长径比的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大.     

凝结核粒子计数器的流场数值模拟及流量配比优化

为推进凝结核粒子计数器(CPC)的研发并提升其检测性能,系统开展了 CPC 粒子生长器内的流场数值模拟和流量配 比优化研究。 对粒子生长器的基本结构和分析模型进行设计建立,通过 Fluent 软件模拟研究了粒子生长器内流场的参数分布 情况,以及流量配比对饱和度等参数变化和 CPC 理论计数效率的影响。 模拟结果表明,鞘流结构能够约束气溶胶颗粒保持在 流场轴心处饱和度高的位置流动,且流量比越高,气溶胶颗粒的扩散范围越小;在一定范围内提升流量比可以增大蒸汽质量分 数以及饱和度的值,降低临界直径。 在最优化流量参数下,所设计粒子生长器颗粒扩散范围仅 4 mm,流场内最高饱和度值可达 7 以上。 基于数值模拟数据,自主研发了 CPC 测量系统,并开展了计数效率校准实验,结果表明在 7 ~ 200 nm 粒径范围内 13 个 点位的校准相对误差均低于 9% ,符合校准规范。 因此,基于数值模拟的 CPC 内粒子生长器结构设计及操作参数优化对 CPC 的 研发具有指导意义。     

液环泵喷射器三维流场数值模拟分析

利用ANSYS CFX分软件及湍流模型,通过改变液环泵喷射器的结构参数,模拟其内部的三维流动探讨了结构参数对喷射器内部流场及性能的影响;重点分析了引射压力、喉嘴距和面积比对喷射器性能的影响;得到了喷射器性能(引射气量、喷射系数等)随喉嘴距、面积比的变化规律;模拟结果表明:几何参数的改变极大的影响着波系结构;在给定的设计工况下,存在一个最佳的面积比(约为10.15)及一个最优的喉嘴距(20mm)对应于最大的喷射系数,为喷射器的优化设计提供了依据。     

药型罩锥底形状微小变化对聚能射流与杵体分开时间影响的数值模拟

在同样装药的情况下,随着药型罩锥底直径的加大,它底部质量加大,同样能量的基础上它底部的速度梯度变化变大就加快了射流与杵体的分开,相反情况它底部的速度梯度变化变小,射流与杵体的分开时间要加长.利用ANSYS/LS-DYNA3D有限元分析软件,对在同种装药条件下,由于药型罩锥底形状微小变化对聚能射流与杵体分开时间影响过程分...     

采用流场分析提高涡轮流量传感器性能的研究

以10 mm口径液体涡轮流量传感器为研究对象,经过对传感器内部流场进行分析,提出通过减小靠近叶片顶端的叶片受力面积,提高传感器测量性能的方法。从对特性曲线的分析出发,结合传感器数学模型,提出了一种利用不同流量点的仪表系数平方差Δ(K~2)评价传感器性能的方法。在此基础上,结合CFD仿真和传感器样机实验测试,研究了不同叶轮叶片形状参数对传感器性能的影响。实验结果表明:改变叶轮叶片形状能有效提高传感器的测量性能,切角参数为0.25时,传感器性能最优;此方法同样适用于其他口径涡轮流量传感器结构的优化。     

喷嘴雾化流场数值仿真及结构改进研究

针对空气喷嘴形状对雾化性能影响的问题,对不同扇面结构参数下的空气喷嘴的雾化性能进行了研究,对空气喷嘴结构参数与雾化流场之间的规律进行了归纳,提出了一种空气喷嘴的结构模型,基于雷诺N-S方程与标准K-ε湍流模型以及标准壁面函数法,采用CFD方法对不同扇面孔数量及不同扇面锥角下的空气喷嘴的雾化性能进行了数值仿真,分析了空气喷嘴不同扇面参数的改变对雾化性能的影响,并通过搭建喷枪台架实验,对优选的结构模型进行了实验验证。研究结果表明,仿真结果与实验数据基本符合要求,改进后的空气喷嘴雾化性能得到了改善,为今后空气喷嘴结构的优化设计提供了一定的参考。     

横向槽宽度对气膜孔冷却性能数值研究

应用数值模拟的方法,研究了带横向槽气膜孔冷却结构的槽宽度变化对其平均冷却效率的影响.在吹风比为0.5,1.0,1.5和2.0的条件下,对槽宽度为1.75D,2.5D,3.5D和4.5D四种冷却结构进行了数值模拟,通过分析气膜孔下游的反向涡对、平均冷却效率和壁面冷却效率大于0.343的区域,得出了气膜孔出口开槽宽度变化对二次流的贴壁性能和平均冷却效率的影响规律,并分析了槽宽度变化对平均冷却效率影响的机理.