基于Fluent的圆盘涡轮搅拌器搅拌釜内流场测试及数值模拟

基于搅拌实验与数值模拟相结合的方法,分析了圆盘涡轮搅拌器搅拌流场的特征和和变化规律,分别计算了两种方法不同搅拌工况下搅拌扭矩及搅拌功率的大小,确定了两种方法的误差范围。结果表明:利用数值模拟方法得到的搅拌扭矩值与实验值有着很好的跟随性,两种方法的误差在允许范围内。通过数值模拟可清晰地表达搅拌釜内的流场分布和变化情况,其结果可为进行其它类型搅拌器的研究奠定基础。     

底部对数螺线挡板搅拌釜LDV实验和数值模拟

利用LDV实验与CFD数值模拟方法,研究了采用底部对数螺线挡板搅拌釜的流场特性,并与采用传统侧壁直立挡板和底部十字型挡板搅拌釜的流场进行了对比。结果表明:采用底部对数螺线挡板搅拌釜流场CFD数值模拟结果与LDV实验验证结果数值相近,吻合度高;采用底部对数螺线挡板的搅拌釜流场在轴向混合上得到强化;混合均匀所需时间明显缩短;搅拌功率较采用底部十字型挡板搅拌釜略有提高,但比采用传统侧壁直立挡板搅拌釜大大降低。     

连续搅拌釜流场数值模拟及停留时间分布

连续流动搅拌釜广泛应用化工生产过程,本文采用CFD软件对间歇流场和连续流动单层及双层直六叶涡轮搅拌釜的三维流场进行了数值模拟,使用脉冲法对相应的搅拌釜内液体的停留时间分布(RTD)进行了测定,并通过对比方差讨论了搅拌桨转速及流量对流体流动状态的影响。     

燃气燃烧器空气旋流对回流区尺寸的影响

利用Ｐｈｏｅｎｉｃｓ程序对美国ＪｏｈｎＺｉｎｋ公司的重整加热炉燃气火嘴进行了数值模拟,并研究了不同的空气切向速度对回流区尺寸的影响。     

指状挡板对轴流式搅拌釜内固液悬浮影响的数值模拟

采用数值模拟的方法研究对比了轴流式搪玻璃搅拌釜内两种不同挡板(法兰挡板和指状挡板)下的固液悬浮特性。模拟结果表明,指状挡板增强釜底的流体流动,是更有利于固液悬浮的挡板形式,且其指状部分有引导流体流动的作用,使流场流动更加"紊乱",强化了流场混合效果。固含量较高时,指状挡板的强化流场作用更加明显;固含量较低时,固体颗粒的密度对固液悬浮和流场混合的影响较大。随着颗粒密度的增大,安装常规的搅拌釜釜底固相沉积体积分数增大,安装指状挡板的搅拌釜的混合时间延长。     

直叶涡轮搅拌槽中流场的数值模拟

以PY型直叶涡轮搅拌槽为原型建立数值模拟模型 ,通过计算机流体动力学方法对其流场进行分析研究。数值模拟结果和激光多普勒测速实验数据吻合较好。对实际操作条件下高粘度流体在搅拌槽中的流场模拟表明 ,搅拌叶轮位置、转速以及物料性质等因素对流场的分布影响较大     

改进型框式组合桨内盘管搅拌釜内流场数值模拟

通过计算流体动力学软件对改进型框式组合桨在带内盘管搅拌釜内的流场进行了数值模拟,研究了在不同转速N、离底距C₁下釜内的流场。研究结果表明,随着转速的增加,桨叶对内盘管的冲刷作用增强,内盘管附近的低速区会逐渐减小,促进了内盘管附近流体的混合;在C₁=125 mm时,内盘管向下的导流作用明显,增加了搅拌釜底部壁面速度,有利于搅拌釜底部壁面附近流体的混合。将模拟得出的搅拌桨功率准数N_p与实验结果进行对比,验证了数值模拟方法的准确性。研究结果可为类似改进型框式组合桨在带内盘管搅拌釜的结构优化提供参考。     

双层涡轮搅拌桨三维流场数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件,采用标准k-ξ紊流模型,分析了非稳态情况下双层涡轮搅拌槽内流体的三维紊流流场、紊流动能及能量耗散,讨论了不同桨间距对流场、紊流动能及能量耗散的影响。     

基于正态分布的新型搅拌釜人孔盖模糊可靠性分析

为实现搅拌釜人孔开闭的机械自动化,基于常规设计方法设计了一种液压自动启闭锁紧新型人孔盖装置。将简化之后的新型人孔盖装置三维模型导入有限元软件,应用ANSYS软件对人孔盖进行非确定性的强度校核,验证该新型人孔盖满足强度要求。针对强度分析中材料属性、载荷存在的随机性,基于模糊可靠性理论建立应力-强度干涉模型,并通过蒙特卡罗统计试验法进行求解。采用此方法可准确把握结构的可靠性,规避设计风险,为其他类似化工装备的可靠性设计提供一种合理的方法和依据。     

大型浆态床渣油加氢装置混合搅拌釜设计研究

混合搅拌釜是通过高速旋转的偏心搅拌转子对渣油新鲜进料、减压循环料、液态催化剂进行均相混合,然后排出混合液的超大型非标搅拌釜(全容积580 m³),是3.0 Mt/a浆态床渣油加氢装置的关键核心大型动设备。从混合搅拌釜结构出发,介绍了混合搅拌釜釜体及搅拌器的设计、制造与热处理要求。通过优化结构,改善了凸缘法兰上表面水平度;釜体支撑采用锥形裙座,解决了设备的稳定性及热膨胀问题;采用高效轴流型曲面宽叶片偏心搅拌,有利于不同介质的混合、流动。在设计温度360℃、设计压力1.2 MPa的条件下,混合搅拌釜封头、凸缘法兰和裙座校核合格。     

涡轮搅拌桨混合时间数值计算

混合时间是表征搅拌槽内流体混合状况的重要参数之一。利用CFD方法计算了单层涡轮搅拌槽内流体混合过程的流动场和浓度场,研究了物料在搅拌槽内的混合过程以及不同监测点位置对混合时间的影响。结果表明,拌槽内物料的混合主要受槽内流体流动形式所影响,混合时间的长短与监测点位置有关,在桨叶附近进行监测所得到的混合时间较短,在液面附近进行监测所得的混合时间较长。在实际生产和试验中,应注意对监测点位置的选取。     

基于FLUENT的抽油机用滑动轴承数值模拟

针对抽油机用滑动轴承压力油流动的复杂性,运用计算流体动力学软件FLUENT对滑动轴承在不同压强入口、不同偏心率情况下的压力场分布进行研究,得到了滑动轴承内流场的压力分布图,并进一步分析了承载力与偏心率、入口压强的关系,为抽油机滑动轴承的设计提供了理论依据。     

基于FLUENT软件搅拌器的流体模拟

GAMBIT软件作为一款专业的CFD前处理软件,具有很强的几何建模能力,同时可以和FLUENT等CFD软件协同工作,实现从CAD到CFD的流水作业。介绍了FLUENT及其前处理软件GAMBIT进行建模分析的全过程。GAMBIT作为一款强大的前处理软件可以对搅拌器进行几何建模及网格划分。FLUENT通过数值计算对搅拌器中的流体进行分析,其分析结果为搅拌器叶片今后的优化设计提供了一个良好的理论依据。     

基于波动法的油罐底板腐蚀检测技术

开展了基于波动法的油罐底板腐蚀检测技术研究,通过选择恰当的激励信号,有效地抑制多模式现象和频散现象,利用粘贴在油罐底板上的压电元件检测油罐底板的响应,从响应信号中识别损伤信息,从而确定出底板中的损伤。基于波动法的油罐底板腐蚀检测技术将为快速检测油罐底板的腐蚀状况提供一种新的手段,并为油罐底板检测系统的开发奠定技术基础,具有工程应用价值。     

大张坨地下储气库数值模拟研究

在大张坨凝析气藏地质研究的基础上，结合该气藏的生产，测度及高压物必分析地该气藏改建为我国第一座地下储气库进行了数值模拟研究，通过研究气藏边水的活动能力，凝析油采收率的变化，储气库的库容量等，对储气库的调峰能力作出正确的评价，促进我国天然气的发展和利用。     

PDC取心钻头井底流场的数值模拟研究

以一种现场常用的PDC取心钻头为原型，充分考虑排屑槽和切削齿对于井底流动的影响，建立了与实际相接近的PDC取心钻头井底流场的物理模型。运用k—ε两方程模型，采用线性六面体等参单元对取心钻头井底沈动空间进行划分，用有限元方法对井底流场进行了数值模拟研究。分析了排屑槽和切削齿对PTC取心钻头井底漫流的影响，为合理进行取心钻头的结构设计及水力设计提供了依据和校验方法。     

基于ANSYS的LNG储罐罐体温度场的数值计算

LNG储罐结构复杂,储罐内部与外界环境存在着巨大温差,罐体温度场的数值模拟结果对于LNG储罐的设计具有参考价值。文章以全容式LNG储罐为例,选取1/12储罐的三维模型作为研究对象,建立了基于ANSYS软件的储罐罐体三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐体、罐底与罐壁连接处和罐顶与罐壁连接处的温度场分布图,并进行了分析。     

火灾环境下LPG储罐压力与温度响应的数值模拟

建立了火灾环境下液化气(LPG)储罐热响应的模型,针对立式液化石油气储罐进行了数值模拟。结果表明,LPG储罐内介质的温度上升速率随着充装率的增大而减小,压力上升速率随着充装率的增大而增大;储罐介质的升温和升压速率随着热流密度的增大而增大,储罐壁温度的上升速率也随之增大;储罐局部受热时,侧壁受热对储罐压力热响应的影响比底部受热大;升压速率随着导热系数的增大而增大,壁面温度的上升速率随之减小。     

立式储油罐油气爆炸数值模拟研究

在储罐的维修改造中,由于封堵不严、罐板腐蚀穿孔等原因,焊接、切割、打磨时极易发生火灾和爆炸事故。采用Fluent软件对380 m³小罐内油气爆炸进行数值模拟,对比分析不同油气浓度及罐内不同含氧量对油气在罐内爆炸及火焰扩散的影响。经研究表明,油气爆炸存在最佳浓度范围和最佳初始含氧量,同时点火温度越高,气体的活化分子越多,油气的爆炸燃烧速度越快。该研究从数值计算的角度揭示了爆炸规律和机理,为提高安全风险意识及提升施工作业规范提供了积极的借鉴和警示作用。     

复合罐底法在油罐大修换底改造中的应用

针对《立式钢质油罐换底大修改造技术规程(试行)》中,所涉及到的当前油库比较常用的复合罐底法,对待完善的构造和施工中的一些细节问题需进一步探讨的情况,结合多次实际油罐换底施工的做法和体会,就复合罐底的基本构造、旧罐底基础空鼓的处理、环形支撑角钢的安装、沥青砂垫层的铺设、罐底新板的组装、包边角钢的安装和检验等进行了较详细的介绍,希望能为规程的具体实施起到一定的借鉴作用,认为选择合适的工艺和施工程序可以解决施工过程中遇到的难题,复合罐底法具有广阔的应用前景。