浮渣分离卧螺离心机内的速度场研究

对一种分离轻质固体浮渣的卧螺离心机进行数值模拟研究,使用Pro-E软件建立三维模型,应用计算流体力学软件Fluent,基于Euler多相流模型,采用RNG k-ε湍流模型既多重参考系(MRF)方法,模拟分析了这种卧螺离心机内的速度场。模拟结果表明,浮渣的轴向速度大都为正值,少量为负值,在转鼓锥段内的轴向速度变化比较明显,在径向的梯度也比较大;浮渣的径向速度在进料、出口与溢流口处变化比较明显,且大都为负;液体以及浮渣的周向速度变化较大,尤其是在进料管以及转鼓壁附近。     

卧螺离心机用于盐泥固液分离时转鼓转速对流场特性的影响

对矿井采卤制盐工艺产生的盐泥使用卧螺离心机进行固液分离,应用计算流体力学软件Fluent,基于多相流Eulerian模型、RNG k-ε湍流模型及多重参考系（MRF）方法,对卧螺离心机流体域进行三维数值模拟,采用仿真与实验相结合的方式,研究了转鼓转速与分离特性的关系,结果表明：卧螺离心机在考虑螺旋叶片情况下比忽略螺旋叶片时切向速度滞后系数有明显提升;提出修正离心液压的概念,通过该理论数值证明分离液静压值与理论值的误差源于切向速度的滞后;当转鼓转速达3000r/min以上继续提高时,沉渣固相质量分数不会随之继续增大;分离液中固相微粒的沉降速度随转速增大会小幅均匀增大;实验表明卧螺离心机用于高浓度卤水高速离心时,将在径向产生一定程度的NaCl浓度梯度,溶质浓度在分离液外层较高,内层较低。     

卧螺离心机内盐析流场的CFD-PBM耦合计算

目前对卧螺离心机内部流场的数值模拟大多采用传统欧拉模型,考虑其内部伴有盐析等固相粒子微观行为过程的研究少有报道。本文应用计算流体力学软件Fluent,基于群体平衡模型与多相流Eulerian模型、RNG k-ε模型耦合方法,对卧螺离心机内部盐析两相流场进行三维数值模拟,通过仿真与实验相结合的方式,得到卧螺离心机内盐析流场的晶体颗粒粒径分布、组分数分布和浓度分布及其变化规律,初步揭示了卧螺离心机内伴有盐析的流场晶体颗粒分布特性。研究结果表明：卧螺离心机内盐析晶体粒径的分布随液环半径的增大而增大,螺旋叶片正壁面粒径明显较背面大,从排液端至排渣端的晶体粒径分布有整体逐渐变大的轴向粒径梯度;流道内晶体粒径随转鼓转速的增大而减小,随进口固相体积分数的增大而增大;大粒径晶体的组分数在液环外侧及螺旋叶片正面附近相对较大,而中、小粒径晶体组分数的分布规律则与之相反;盐析颗粒浓度在液环外侧较高且分布均匀,且随转鼓转速的提高而提高,PBM模型与Euler模型计算结果有一定的相似与差异。     

双锥三相卧螺离心机及其应用

<正> 重液、轻液和固相的三相分离通常是采用螺旋卸料沉降离心机(以下简称卧螺)或过滤机除去液相中的固相后,再用碟式分离机将液相分成轻重两相。 新近开发的三相分离双锥卧螺可在满足生产工艺要求的条件下一次完成三相分离,同时可以维持经济的分离能力。 一、工作原理 如图1所示,与普通卧螺不同,双锥卧螺转鼓小端为双锥形状。卧螺用于分离固液比重差小的物料时,沉渣通常为膏状。这种     

三相卧螺离心机设计分析及结构参数对分离效果的影响

首先提出了用于油水砂分离的三相螺旋沉降式离心机两种结构模型。通过CFD数值计算发现,带有轴向管法兰的三相卧螺离心机结构模型存在一定的缺陷,即管法兰上有堵砂的情况出现且分离效率较低。通过改进设计,可调溢流挡板的三相卧螺离心机结构模型是可取的。该模型有较高的油相回收率,且固相也相对较干燥,适用于油水固三相分离。该模型还具有水与油砂分离、油水与砂分离或油与水砂分离等几种不同的排液方式。对此三相卧螺离心机加工制造,搭建实验平台,通过实验研究发现,此种结构的三相卧螺离心机对油相的分离效率较高,挡板圆弧中心到转鼓中心轴的距离对分离效率有着不同的影响。     

操作参数对三相卧螺离心机油水砂分离性能影响模拟及实验分析

首先提出一种新型可调溢流堰板式三相卧螺离心机主体结构,其内部设置了径向排油通道以及位置和大小可调节的溢流堰板。其次,使用计算流体力学软件Fluent、基于欧拉-欧拉多相流模型,对三相卧螺离心机流场及分离性能进行数值模拟,建立三维流域模型、进行网格划分及边界条件设定,对油相及固相浓度分布等进行分析。之后确定实验工艺流程图,搭建油水砂三相分离实验系统平台,建立三相分离实验系统装置,制定实验步骤进行实验研究及测量工作。分别从转鼓转速、处理量等研究了各自对固相回收率、油相回收率、油在滤饼中的损失及油在水中的损失等的影响规律,并从出砂含固、出油含油、出渣含油及出水含油质量浓度等方面对数值模拟结果进行实验验证。     

进口入射角对卧螺离心机内流场的影响

利用Solidworks软件对卧螺离心机螺旋流道内流体进行三维建模,结合CFD软件后处理fluent选用RNG k-ε湍流模型与多重参考系(MRF)模型,选取4种进口入射角对离心机内固液两相流进行模拟仿真。仿真表明:进口入射角为30°时,进料口向卧螺离心机内输送污泥对整个流体流场扰动较小,且出渣口污泥含水率较低。模拟仿真所采用的计算模型基本符合卧螺离心机内部的实际流动情况,结果为进一步研究离心机特征参数对其分离效果的影响和结构优化提供了理论依据。     

卧螺离心机在电石渣固液分离中的应用

主要介绍了卧螺离心机在电石渣固液分离行业中的应用,包括电石渣制备活性氧化钙的生产工艺及物料特性,用于电石渣固液分离离心机的主要配置、技术特点、分离效果,离心机常见故障及解决方法等。实践证明,采用卧螺离心机进行电石渣的无害化、减量化、资源化,具有占地面积小、结构紧凑、自动化程度高、运行稳定、分离效果佳、处理量大且无污染、资源利用最大化等优点,值得业内推广。     

高效能卧螺离心机在酒糟醪液分离中的应用

主要介绍了高效能卧螺离心机在酒糟醪液固液分离中的应用,对酒糟醪液分离生产干酒糟及其可溶物(DDGS)的工艺流程、高效能卧螺离心机的工作原理和结构特性进行了详细叙述.通过与常规卧螺离心机进行分离数据对比,说明高效能离心机无论在处理量、分离效果,还是在节省降耗、环保生产方面,都具有不可替代的技术优势.     

油砂分离装置结构优化设计的数值模拟研究

卧螺离心机是石油工业油砂固液两相分离的重要装置,它的结构优化对提高其分离效率具有重要的实际意义。本文研究分析了螺距尺寸和进料腔结构的变化对卧螺离心机固相体积分布的影响,并基于响应面分析法(RSM),分析了螺距尺寸与进料腔结构间的相互作用。结果表明,随着螺距尺寸和进料口出口宽度的增大,卧螺离心机的分离效率均呈先增加后下降的趋势。结构优化后的卧螺离心机(螺距尺寸S=112mm,进料腔出口宽度l₂=102mm),分离效率最高达到了92.55%。研究结果可为对卧螺离心机的工业化应用设计提供一些参考。     

基于分离效率的卧螺离心机CFD分析

从分离效率的角度对卧式螺旋卸料离心机转鼓内的流场进行数值分析.通过剖析推料螺旋与转鼓溢流堰的结构特点可知,转鼓内流体在轴向为薄层流动,在径向由于涡流产生向内流动导致颗粒上浮,这两者对离心机分离效率有决定性的影响.结合CFD数值分析和颗粒的Stokes沉降运动关系,提出将薄层流动与上浮临界粒度应用于离心机分离能力计算的理论和方法.文章通过定义沉降粒度和上浮临界粒度,进一步把分离能力计算与分离效率相关联,使该方法更接近离心机分离工艺的实际情况.通过对工业中典型离心机进行实例计算,证明了该方法的可行性和准确性.     

Design and Computational Fluid Dynamics Analysis of a Three-Phase Decanter Centrifuge for Oil-Water-Solid Separation

The separation of oil, water, and sand has always been a significant problem in the treatment of oily sludge in oil field and petroleum refinery. The flow field and separation performance in a new three-phase decanter centrifuge with vertical boards and annular liquid separation plate for oil-water-solids separation were investigated, using the computational fluid dynamics (CFD) software Fluent with Euler-Euler three-phase flow model, which provides a basis for the improvement and optimization of the centrifuge. After calculation, the velocity and pressure field were analyzed. The increase of solids content of the feed affected the separation efficiency regularly, and high or low treatment capacity also had a certain impact on the separation efficiency.     

基于流固耦合的大型卧螺离心机数值模拟及实验研究

采用ANSYS软件建立了卧螺离心机整机的流固耦合有限元模型,并通过流固耦合数值模拟分析得到了卧螺离心机负载工况下的滞后量、离心液压随转速变化关系以及转子系的真实应力状态。结果表明,离心机内部流场最大压力位于进料分布器出口段的转鼓内壁面处,转子系最大位移发生在螺旋输送器中部、最大应力位于螺旋叶片根部与螺旋筒体连接处,在正常工况下均满足强度、刚度要求;振动测试试验得到的临界转速与数值模拟结果相一致,验证了有限元模拟的准确性,并针对卧螺离心机独特的双转子结构提出测定副临界转速来推算临界转速的方法。     

卧螺离心机生产能力的FCPS理论

针对卧式螺旋卸料沉降离心机∑理论计算生产能力与实际结果偏离较大的问题,提出上浮临界粒度(FCPS)理论,认为离心机转鼓内流体径向流速对沉降分离有显著影响,应用计算流体动力学(CFD)方法和软件FLUENT,分析转鼓内流场,求解出流场轴向速度和径向速度,进一步通过分析颗粒运动来建立生产能力计算模型。初步应用该模型进行了离心机实例计算,显示计算结果与离心机运行结果有较高的吻合度,证明该模型比传统的∑理论更符合实际。FCPS理论有进一步研究价值。     

Multiphase CFD Simulation of a Solid Bowl Centrifuge

This study presents some results from the numerical simulation of the flow in an industrial solid bowl centrifuge used for particle separation in industrial fluid processing. The computational fluid dynamics (CFD) software Fluent was used to simulate this multiphase flow. Simplified two‐dimensional and three‐dimensional geometries were built and meshed from the real centrifuge geometry. The CFD results show a boundary layer of axially fast moving fluid at the gas‐liquid interface. Below this layer there is a thin recirculation. The obtained tangential velocity values are lower than the ones for the rigid‐body motion. Also, the trajectories of the solid particles are evaluated.