不同锥体结构旋风分离器的分离特性数值研究

采用CFD软件FLUENT对3种排尘口直径不同的旋风分离器以及长锥型旋风分离器中的气相流动规律进行数值模拟,模拟结果与试验结果基本吻合.模拟结果表明,随着排尘口直径的减小,分离性能有所提高.长锥型旋风分离器轴向速度分布呈现与高效Stairmand型旋风分离器不同的不稳定分布状态,出现明显的短路流现象,通过改进其结构尺寸可得到稳定流场,从而提高分离效率.CFD数值模拟方法可以很好地预测旋风分离器结构尺寸变化对内部流场的影响.     

基于蒙特卡洛算法的旋风分离器优化设计

为了提高旋风分离器的分离效率,基于蒙特卡洛算法建立了旋风分离器优化设计的数学模型。采用雷诺应力模型数值模拟旋风分离器内的强旋湍流流动,使用随机轨道模型单相耦合模拟固相颗粒的运动轨迹,从而计算分离效率。通过给定气体处理量、密度、黏度与颗粒范围等初始条件,进行旋风分离器优化设计。计算结果表明,蒙特卡洛算法能够对旋风分离器筒体直径、入口高度、入口宽度、内筒直径、内筒插入深度、直筒长度、总长度与排料口直径等参数的最优解进行快速搜索,实现旋风分离器高效分离的目的。     

筒体直径对旋风分离器性能的影响

筒体直径是影响旋风分离器效率和压降的重要结构参数。以硅微粉为原料,在保证几何结构相似的基础上,对筒体直径分别为200、300、400mm的Stairmand型旋风分离器进行冷态对比实验,考察了不同情形下筒径对旋风分离器分离性能的影响。结果表明,旋风分离器按几何相似放大,筒径增大,在同一入口气速下,分离效率下降而压降升高;在同一处理气量下,分离效率和压降都下降。如将入口尺寸与处理气量固定,其它尺寸按几何相似放大,筒径增大则旋风分离器的分离效率增加、压降降低。进而又用几个较新的分离模型对实验进行了计算比较,发现模型计算结果与实验结果的趋势大体一致,基本上能预测筒径变化对旋风分离器分离效率与压降的影响趋势,但都不能定量计算筒径对其分离性能的影响。     

旋风分离器自然旋风长的实验研究

本文用五孔球探针详累测定了长筒型旋风分离器内的三维速度场，讨论了旋风分离器入口面积和芯管下口直径对分离器内旋转流衰减过程的影响。流场测定和加尘试验充分证明，旋风分离器自然旋风长大于Ａｌｅｘａｎｄｅｒ经验公式计算值。通过对实验结果进行分析，给出了一个新的计算自然旋风长的经验公式。新的经验公式可用于旋风分离器设计及分离效率的计算。     

排气管直径对旋分器非轴对称旋转流场的影响

采用相位多普勒分析仪研究了4种不同排气管直径的旋风分离器气相非轴对称旋转流场。结果表明,实验测得的切向速度、轴向速度、湍流度分布与旋风分离器典型流场分布特点一致;随着排气管直径的减小,旋转中心与旋风分离器几何结构中心之间的偏心距也明显减小,其内部流场分布的非轴对称性减弱,有利于提高旋风分离器的分离效率,并降低因涡核摆动造成的摩擦阻力。说明合理地设置排气管直径是抑制单入口旋风分离器非轴对称旋转流动、提高旋风分离器性能的有效手段。     

催化裂化装置旋风分离器设计的有关问题

论述了影响催化裂化装置旋风分离器性能的主要因素,分析了旋风分离器各相关结构、尺寸与效率、压力降的关系;着重介绍了设计高效旋风分离器的优化方法,以及延长旋风分离器使用寿命的措施.     

旋风分离器的性能及设计

旋风分离器也许是最广泛应用的工业粉尘的分离装置。虽然计算旋风分离器压降及分离效率的许多方法已有所发展。但是,通用的设计仍然注重过去的经验,而不是采用解析的设计方法。在本文中,举出了五种计算压降和四种预测效率的理论,并将用各种方法计算的结果与取自文献上的实验数据进行比较,其中以一种计算压降和预测效率的方法最准确。最后,通过最佳化步序导出了旋风分离器的设计方法。这种方法能用来计算适应任一组设计参数的、理论上认为最佳的旋风分离器的尺寸,用这种方法设计的旋风分离器与高效旋风分离器的比较,在相同的操作条件下,证明其在理论上具有较高的效率。     

油页岩旋风分离器分离性能的试验研究

通过实验室冷态模型试验,测定PV型高效旋风分离器对油页岩颗粒的分离性能,考察入口气速、排气管直径对分离器分离效率的影响,并对比研究旋风分离器对油页岩和滑石粉两种不同物料的分离效率差别.结果表明:同一旋风分离器对不同物料的分离效率差别显著;对油页岩分离效率最高的分离器入口气速比对滑石粉分离效率最高的分离器入口气速低许多;...     

入口含尘浓度变化对不同排气管结构PV型旋风分离器分离效率的影响

旋风分离器的入口浓度对其分离效率和压降有重要影响。在入口气流含尘浓度5～550 g/m3范围内,采用325目滑石粉,对直径500 mm的PV型旋风分离器进行了分离效率的实验测定,其中排气管的结构采用直筒型(A型),锥口型（B型）和大直筒型（C型）3种结构。实验结果表明,3种结构排气管旋风分离器分离效率均随入口浓度的增加而增加,当入口浓度大于150 g/m3时,分离效率上升幅度开始趋于平缓。旋风分离器入口浓度增加一方面使切向速度降低,分离能力下降,但另一方面使颗粒之间的团聚作用增大,惯性分离能力增大,分离效率增加,综合作用结果是分离效率提高,但逃逸颗粒的绝对量增大。实验结果也表明,排气管的结构对旋风分离器的效率影响较大,尤其是排气管直径,基于实验结果给出了入口浓度变化时旋风分离器分离效率的计算公式 ,该计算公式综合考虑了入口速度和排气管直径的影响。     

旋风分离器旋风长度的分析计算

认为当分离器外旋流中损耗的能量(即外旋流向内旋流传递的总能量)与内旋流旋转能量达到平衡,即内外旋流之间能量的传递达到稳定状态时,旋转气流到达旋涡尾端位置。由此,采用分离器内压降定量表征能量的损耗,推导得到旋风长度的计算公式。考察了排气管直径、入口尺寸、排气管插入深度、入口浓度、分离器长度、排尘口直径等因素对旋风长度的影响。将该公式计算结果与实验测量值进行对比,结果表明,该公式能较好地反映各因素对旋风长度的影响趋势,且数值差别较小。该公式通过旋风分离器能量传递的特性推导,具有明确的物理意义,适用性较强。     

旋风分离器的设计技巧

简体的长度、进气管和排气管的尺寸以及锥体和下料管是设计旋风分离器时要考虑的重点。应用力学原理进行分析，可以得到旋风分离器各部位尺寸的最佳比例。旋风分离器的除尘效率也受诸多因数的影响，如人口气流中粉尘的含量、多级偶合串联等。通过对旋风分离器的工作原理及其内在规律进行剖析，提出设计旋风分离器的实用方法。     

天然气净化高效旋风分离器结构优化

旋风分离器是一种重要的气体净化装置.根据已有研究成果,对旋风分离器结构进行了优化,分析了优化后结构对其性能的影响.用SOLIDWORKS对旋风分离器结构建立三维模型,运用ANSYS中的ICEM CFD和Fluent模块进行模型的模拟试验,分析不同入口气速条件下圆筒直径对分离效率的影响.研究结果表明,旋风分离器的部分性能...     

旋风分离器的理论及设计

本文引用了在旋风分离器领域中进行的实验研究和数学分析,力图确定有效工作的旋风分离器的最佳尺寸和形状。 文中列示了气体在旋风分离器不同点的流动图型、静压以及三个速反分量。 用无因次数群的数学分析法研究了旋风分离器内粉尘分离的机理以及气体流速、压力降、和旋风分离器几何尺寸之间的关联。 基于以上的数学分析,用诺模图来选择已知负荷的旋风分离器。     

PV型旋风分离器冷态性能试验及其计算

本文进行了PV型旋风分离器和国外最新水平的GE型旋风分离器的实验室模型冷态性能对比试验.结果表明,PV型旋风分离器性能已全面赶上并略超过国外的最新水平.进而又探讨了PV型旋风分离器的两个关键尺寸参数KA和d_r值的合理选取和PV路分离器的性能估算问题.本文由试验数据回归出的压力降阻力系数计算式可以较准确地预测分离器的压力降.根据边界层理论模型修正的粒级效率计算公式,物理意义明确;用它计算分离器除尘效率与试验实测结果吻合得很好,可以推荐使用.     

旋风分离器自然旋风长的影响因素

自然旋风长为旋涡尾端到排气管下口截面的轴向距离。旋涡尾端是复杂的湍流动力学现象,对旋风分离器内颗粒返混、壁面磨损、料腿结垢和堵塞有重要影响。目前,学者们将自然旋风长的影响因素主要归结为筒体直径、入口面积和排气管直径3个方面,忽略了其他结构参数及操作参数的影响,故经验公式的准确性及适用性较差。笔者对旋风分离器内部能量传递过程进行分析,阐述旋涡尾端的存在机理,并实例说明自然旋风长经验公式的局限性与不足,总结了筒体的高/径比、锥体尺寸等几何参数,以及入口速度、入口浓度等操作参数对自然旋风长的影响,以期为旋风分离器高度的设计优化提供参考。     

入口含尘浓度对旋风分离器效率影响规律的研究

试验在吸风状态下进行,选用直径为４００ｍｍ的旋风分离器为模型,试验用煤飞灰。试验的目的是研究入口含尘浓度对旋风分离器效率的影响规律。试验结果表明：在分离器结构参数相同及同一入口气速条件下,分离器的总效率随入口含尘浓度的增大而增加,但随着入口含尘浓度的不同,总效率增加的幅度不同;在分离器结构参数及试验粉尘粒径分布不同时,入口含尘浓度对分离器效率的影响规律也不相同。     

焦化塔顶油气分离用旋风分离器分离性能实验研究

为了研究颗粒入口数量对旋风分离器分离性能的影响,以延迟焦化工艺的焦化塔顶油气除焦为背景,在一套旋风分离器冷模实验装置上,研究了不同焦粉颗粒入口质量浓度和入口体积流量对单切、双切2种旋风分离器总分离效率、粒级效率和压降的影响。实验结果表明,2种旋风分离器的总分离效率均随入口质量浓度的增大而升高,随入口体积流量的增大先升高后降低;2种旋风分离器粒级效率均随颗粒粒径的增大先降低后升高;2种旋风分离器的压降均随入口体积流量的增大而升高,但随入口质量浓度的增大而降低。当入口体积流量为85 m³/h、入口质量浓度为30 g/m³时,单切旋风分离器最佳总分离效率在98.89%,压降为710 Pa,临界粒径为6μm;入口体积流量为95 m³/h、入口质量浓度为24 g/m³时,双切旋风分离器最佳总分离效率在99.16%,压降为1 110 Pa,临界粒径为3μm。     

旋风分离器的设计计算

给出标准型旋风分离器的最佳设计方法,既按临界粒径要求又按给足的压降确定旋风分离器的尺寸,还可以计及粉尘浓度对分离器尺寸的影响,从而给出高效旋风分离器的最佳结构。     

大型催化裂化装置再生器旋风分离器更换施工技术

在炼油装置中催化裂化装置占有重要地位,其反应/再生系统中旋风分离器的分离效果直接影响到反应/再生系统的正常运转,对于性能不满足要求的旋风分离器要及时进行更换。文章以中国石油大连石化公司350万t/a催化裂化装置检修为例,介绍了大直径再生器旋风分离器的更换作业,详细阐述了旋风分离器高精度安装的施工难点及施工工艺。施工实践验证了再生器顶部大直径开孔、旋风分离器成组更换施工方法的可行性,有效地缩短了施工工期。     

基于FLUENT软件分析旋风分离器的结构优化

为了提高旋风分离器的工作性能,以Stairmand型高效旋风分离器为基础模型,利用FLUENT软件中RNG k-ε模型对传统旋风分离器和带螺旋导流装置的旋风分离器进行数值模拟,从速度分布和分离效率两方面分析了两种旋风分离器的分离性能,分析结果证明带螺旋导流装置的旋风分离器的分离性能强于传统旋风分离器,能够完成粒径小于5μm微细颗粒的分离任务,为旋风分离器的结构优化提供了参考。