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。     

涡轮搅拌桨混合过程流热耦合有限元分析

搅拌反应釜装置是化工机械三大典型设备之一,已广泛应用于石油、化工、医药等众多工业领域。对搅拌槽内流体的流动和传热等情况进行深入了解是优化反应器设计的基础,对于工业装置的放大设计更具有指导意义。国内外对搅拌槽内流体流动展开了广泛的试验研究和数值模拟研究,但大多数并没有考虑温度场对流场的影响。而温度对聚合反应的影响是众所周知的,搅拌槽搅内温度的分布对许多化学反应(如聚合反应)都进行极为重要,温度的不均匀会导致产量的下降或副反应的增加,最终影响产品的质量。因此,了解其温度分布的详细信息是非常必要的。设计反应器…     

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     

楼宇排列方式对天然气泄漏扩散影响的数值模拟

探究楼宇排列方式对天然气管道泄漏扩散的影响,可为实际楼宇排列以及天然气管道敷设提供一定的依据。针对天然气管道的泄漏,采用不发生反应的组分输运模型和标准的湍流模型,基于计算流体动力学方法 （CFD）,建立了简化的三维几何模型和天然气泄漏速率随时间变化的函数关系,通过瞬态模拟探讨了等高、由高向低、由低向高三种楼宇不同排列方式对天然气泄漏扩散的影响。结果表明：天然气从泄漏孔喷出后顺着楼体贴壁流动进行扩散,楼宇排列方式从泄漏口方向由高向低可有效减缓天然气扩散;由低到高排列时,后方较高建筑相当于一个天然屏障阻碍天然气扩散,使得天然气在楼体间加速积聚,会造成较大安全隐患。因此,在天然气管道敷设设计时,尽量将天然气主管道敷设在较高建筑物的一侧。     

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。     

基于ANSYS的不同排列方式短管蜂窝夹套有限元分析

以短管蜂窝夹套为研究对象,采用ANSYS有限元方法,模拟分析了短管排列方式改变对夹套静应力的影响及热应力-机械场对夹套结构强度的影响,进行了夹套疲劳寿命的校核。研究结果表明,在模拟试验条件下,三角形排列方式短管蜂窝夹套结构的总体应力为212.382 MPa,最大当量应力值为266.512 MPa,内筒体内陷量为0.854 mm,外壳外凸量为0.579 mm;正方形排列方式短管蜂窝夹套结构的总体应力为170.215 MPa,最大当量应力值为199.982 MPa,内筒体内陷量为1.573 mm,外壳外凸量为1.183 mm。2种短管排列方式的蜂窝夹套结构均满足强度要求和疲劳寿命要求。     

搅拌槽内三维流场的CFX5数值模拟

在CFX5软件平台上 ,采用旋转坐标系和k ε双方程湍流模型模拟某实际工业搅拌槽内的流体流动状态。对计算结果的分析以及与实际性能的对比表明 ,CFX5计算结果能够提供搅拌槽内流体流动相当准确的数学描述。CFX5能为搅拌槽及其同类设备的新品研发、工业放大以及已有产品的优化改造提供方便快捷、功能强大的数学工具。     

叶轮式搅拌反应器的计算机模拟及与实验对比

叶轮式搅拌反应器有很广泛的应用 ,其内部的流动是很复杂的三维流动 ,该文应用计算流体力学方法对搅拌反应器内流体的三维流动进行了计算机数值模拟 ,在分析计算中采用了移动网格技术 ,这种方法不需要实验数据辅助 ,通过与实验结果的对比 ,可以看出 ,计算结果与实验结果有很好的一致性 ,使用计算流体力学方法也可以直接计算出流体的流动形态 ,这可以使我们更好的理解搅拌反应器内复杂的流动情况 ,为搅拌反应器的设计制造提供了有效的参考手段     

带搅拌锥形底泥浆储罐排污不畅原因分析及对策

运用Fluent软件,对某锥形底泥浆储罐的内腔流场进行了三维数值模拟,详细描述了在正常工况下搅拌功率、速度场、浓度场分布情况,根据模拟结果分析了泥浆储罐排污不畅的原因,提出了相应对策,可为泥浆储罐的进一步改进提供参考。     

Rushton桨气液搅拌槽内气泡直径的数值模拟

对搅拌槽内的重要参数———气泡直径进行了数值模拟。结果表明,在搅拌槽内排出流区和循环区内模拟值与实验值吻合较好。在模拟过程中仅考虑了湍流动能耗散率对气泡大小的影响,没有考虑到气泡自身的凝并和循环过程,所以在循环区中模拟值比实验值稍大。     

多管式旋风分离器内气相流场数值模拟

应用数值模拟的方法研究了多管式旋风分离器内的气相流场,研究发现,单管压降是多管旋风分离器压降的主要部分,约占90％。在灰斗内单管排尘口以下轴向速度逐渐减小,在尘口以下200mm处轴向速度值几乎为0,气流不会夹带颗粒向上返混。在进气均匀的情况下,依然存在着窜流现象,窜流率约为10％。单管分离空间底部存在摆尾现象,排尘口下部区域内压力分布不均,是导致窜流现象发生的直接原因。     

聚苯乙烯反应器流场和温度场数值模拟研究

在役聚苯乙烯反应器内,物料的温差较大,产品质量不稳定,需要对该设备进行技术改造。利用CFD软件包ANSYS/FLOTRAN计算了该反应器内物料的流场和温度场,找出了设备可能存在的问题,为下一步的设备改造提供了理论指导。     

动态旋流器流场数值模拟

采用Reynold应力模型对动态旋流器内流场进行数值模拟。结果表明，对速度场的分布规律和切向速度分布的涡结构做出了正确的预测，模拟值与文献实验数据基本吻合，证明该模型和算法的可行性。所建立的数学模型和使用的计算方法为深入探讨动态水力旋流器的流场特性、分离机理及结构优化设计提供了有效的途径。     

工艺参数对短接触旋流反应器内颗粒流动特性影响的数值研究

运用欧拉双流体模型对新型短接触旋流反应器内气、固两相流场进行了数值模拟,考察了操作参数和颗粒直径对反应器内颗粒流动分布的影响。结果表明,操作气速大于基准条件会降低反应器混合腔内的气 固接触效果,而在不影响流化状态的情况下适当增大催化剂的质量循环流率对催化剂的均匀分布有利。在基准操作条件下,5和30μm粒径颗粒在反应器内的浓度分布梯度较大、均匀性较差,并且5 μm颗粒与反应产物的分离也不彻底。因此,催化剂宜选用平均粒径为10μm左右的颗粒,既可以强化接触效果,也不会出现返混夹带现象,保证后续工艺流程的顺利进行。催化剂颗粒是否均匀分布是影响反应收率的最主要因素之一,本研究结果为短接触旋流反应器的工业应用及性能改进提供了重要的理论参考依据。     

岩屑床破坏工具流场的数值模拟

岩屑床破坏器是一种有效的斜井岩屑床破坏工具，具有水力和机械双作用破坏、清除岩屑床的特点。为了对岩屑床破坏器产生的钻井液流场有一个全面、准确的了解，应用计算机流体动力学（CFD）分析软件对其流动进行了数值模拟研究，给出了湍流模型、模型数值解法、模型的网格划分及边界条件，并从速度场、压力场、流线图三方面对数值模拟结果进行了分析，这为岩屑床破坏器的结构优化设计、制造及现场应用提供了必要的理论技术支持。     

实体PDC钻头流场数值模拟

为了从微观上分析PDC钻头的流场．从而优化PDC钻头的水力结构设计,利用计算流体动力学技术,对一只实体PDC钻头的三维流场进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度的要求。流场的三维模拟结果揭示了钻头的低速区、回流区和滞流区域。为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。     

泡沫发生器内部流场的数值模拟

泡沫流体广泛应用于酸化、冲砂洗井、堵水等作业中,泡沫发生器的结构直接影响泡沫流体的质量以及应用效果。通过对射流式和同心管式泡沫发生器内部流场的数值模拟,得到了泡沫发生器内部的速度分布、气液相分布和压力损失。由模拟结果知,射流式泡沫发生器的泡沫均匀程度要好于同心管式泡沫发生器;在一定范围内气液相入口的速度对出口泡沫流体的均匀程度影响不大,但对压降损失影响较大。在设计泡沫发生器时,应该根据泡沫产生速度的要求调整泡沫发生器入口尺寸,降低发生器的压降损失。     

中心分区式PDC钻头流场数值模拟

为证实Φ215.9 mm中心分区式PDC钻头具有更好的冷却和携岩性能,根据钻头底部轮廓包络面建立了Φ215.9 mm中心分区式与常规PDC钻头刀翼流道流场模型,对模型大压力梯度区域运用非均匀结构网格技术进行了局部细化,模拟了两种水力结构对井底流场及各流道内流量的影响。结果表明,中心分区水力结构形成的弱连通区域,使各流场区域的流量分配更加合理,并可缓解流体对钻头冠部的冲蚀,有利于流体及时冷却切削齿,减小钻头热磨损可能性,提高携岩能力和降低原生泥包发生概率。PDC钻头采用中心分区水力结构不会增加钻头布齿及刀翼等结构设计和加工制造的难度,并能提高水力效率,推荐在适用PDC钻头地层的中深井段常规钻井和复合钻井中使用。      

工业布袋除尘器三维流场的数值模拟

采用计算流体力学方法对2×330 MW的布袋除尘器进行三维数值模拟分析,考察整个除尘系统的烟气流量分配、速度及压力的内部分布规律。通过对烟道入口和进风支管导流板的优化设置,使3个除尘室18个除尘单元内的烟气流量分布情况得到了极大改善,烟气流量分配系数控制在1±0.05之内。这一方法及结果可为同类除尘器中导流板的设计和改进提供参考。     

粒子冲击钻井钻头喷嘴流场数值模拟研究

为了考察粒子冲击钻井过程中,粒子流经钻头喷嘴的加速过程和流场分布规律,应用Fluent对粒子进入喷嘴后的流动进行数值模拟研究。运用标准κ-ε双方程模型,对双锥度喷嘴粒子射流流场进行仿真模拟,分析了射流压力、围压、粒子直径和粒子质量浓度等因素对粒子射流流场的影响。结果表明,粒子射流加速主要发生在喷嘴收缩段,在等速核前缘速度达到最大。粒子喷射速度和单位时间内通过喷嘴的粒子动能随射流压力增大而增加;粒子浓度越大,单位时间内通过喷嘴的粒子动能越大,破岩效率升高,但粒子浓度过大会导致其流动性差,反而不利于破岩。因此,粒子浓度对其冲击破岩效率的影响主要取决于破岩过程中哪种因素起主要作用。