结构参数对双蜗壳型旋风分离器内流场分布的影响

用智能五孔球探针测试仪对不同排气芯管结构形式和不同排气芯管插入深度下双蜗壳型旋风分离器内三维速度和静压进行了测量,以获得这两种结构参数对分离器内部流场的影响.试验结果表明,分离器内切向速度随排气芯管插入深度的增加先减小后急剧增加,锥形排气芯管与圆管相比使得分离器内部流场大部分区域旋转增强.利用积分离散化的方法计算了分离空间内的下行流量,发现排气芯管插入深度为300mm时能有效的减少短路流和旋涡流动.     

矩形电容层析成像传感器仿真模拟和实验测量

常规电容层析成像传感器为规则对称方形或圆形结构,其测量和成像算法已相对成熟.由于受循环流化床旋风分离器入口结构段的限制,上述传感器结构已不能应用在旋风分离器入口段的测量,因此为了研究大型化循环流化床多旋风分离器并联布置入口段固体颗粒浓度分布,提出和设计了一种矩形非常规电容传感器,该传感器为12电极结构,在每个入口段的短边布置2个电极,长边布置4个电极,成像敏感场仿真计算基于Ansoft-Maxwell软件.对此传感器进行了静态仿真模拟研究和静态实验测量,对不同激励电压和频率测量结果进行分析,并对测量结果进行误差分析,得到矩形不规则电容传感器最佳测量参数(激励电压和频率),并对循环流化床分离器入口段进行了动态测量.结果表明,这种矩形非常规电容传感器可以用于循环流化床冷态试验台的旋风分离器入口段的直接测量,测量结果对改进旋风分离器的布置方式有参考意义.     

两种不同入口形式的旋风分离器内流动分布的对比研究

采用试验测量与数值模拟相结合的方法对直切式和蜗壳式旋风分离器内气相流动的三维流场进行了对比研究.雷诺应力湍流模型对流场的计算结果与五孔球探针的测量结果基本相符.研究结果表明:蜗壳式与直切式分离器内的流场均呈现非对称性,涡壳式分离器内的流场相对较对称;蜗壳式和直切式分离器入口环形空间顶部的滞留层厚度分别为4mm和10mm,蜗壳式分离器环形空间最大速度出现在180°附近,直切式在45°附近.蜗壳式进口更适宜造旋,分离空间内切向速度比直切式大,气流旋转强度高.直切式分离器的排尘口处旋转气流的摆动幅度更大,容易产生返混夹带,从而影响分离效率.     

方形旋风分离器数值模拟研究

针对圆形旋风分离器空间利用率不高,安装后密封性能低等问题,提出一种柱锥式方形旋风分离器,并通过数值模拟对其流动特性、分离性能的影响机理进行研究。采用雷诺应力模型(RSM)和随机轨道模型(DPM),重点分析了该结构方形旋风分离器不同流量下流场压力分布和速度分布,及颗粒入射位置对颗粒运动轨迹的影响。结果表明:该结构旋风分离器流场特征与圆形旋风分离器近似,存在对分离性能有较大影响的二次流。在分离效果损失不大的情况下,在空间利用和安装排布上有明显优势。     

基于CFD技术的旋风分离器减阻性能研究

利用雷诺应力模型对旋风分离器气相流场进行数值模拟研究，在此基础上对安装在旋风分离器排气芯管下口的双进口螺旋减阻装置进行了研究，并通过与直径为205mm的Stairmand旋风分离器和直径为150mm的Bohnet型旋风分离器的试验数据进行比较，结果表明，减阻装置可以使排气管下口切向速度降低，内外漩涡交接面半径明显外移，合理改变旋风分离器内部压力分布，能有效降低旋风分离器的压力损失35％以上。研究结果还表明，旋风分离器数值模拟结果和试验数据吻合较好，应用计算流体动力学（CFD）来研究旋风分离器性能方便且可行。     

轴流式气液旋转分离器及其作为湿气流量计的试验研究

应用旋转固壁替代静止固壁对轴流式旋风分离器的结构进行改进，设计了轴流式气液旋转分离器。试验测试了轴流式气液旋转分离器的机械可靠性和分离效率，测试表明，在一定的工况下，轴流式气液旋转分离器的分离效率最高可达99．99％，且在整个测试过程中没有出现机械故障。测试中发现，轴流式气液旋转分离器还可用作湿气流量计，即从湿气流中分离出气相和液相，通过测量湿气条件下旋转表面的转速和被分离液体的流量并进行插值后，可得到气体的流量。     

PSC-100型导叶式旋风管内的气相流动分析

采用五孔球探针对不同结构参数和操作参数下PSC-100型导叶式旋风管的流动参数进行了测量,得到旋风管内气相流场的三维速度和静压的分布情况。试验结果表明,切向速度在大部分分离空间沿径向更加趋近于等速流;轴向速度有明显的上下行流分界,且分界位置靠近边壁,沿轴向分界位置逐渐向边壁移动;径向速度的方向在绝大部分分离空间近壁处沿径向向外,中内区域沿径向向内;静压沿径向从边壁到中心逐渐降低。当改变结构参数时,导流锥的开缝面积比对流动参数中切向速度的影响最为显著,即导流锥开缝面积比越大,所对应流场的切向速度值越大,因而旋风管的旋转强度越大,分离效率越高。实验研究的结果为天然气净化用多管式旋风分离器的结构优化与工程设计提供了参考依据。     

基于电容成像的料腿内气固两相流浓度测量

旋风分离器是循环流化床锅炉的主要组成部分,其分离效率是影响整个锅炉的重要因素之一.采用电容层析成像技术(ECT),对旋风分离器料腿中的固体颗粒体积浓度进行测量.这种测试方法的优点在于不破坏原有系统的运行特性,属于非侵入式、在线的快速测试技术.电容传感器均匀布置在分离器料腿直管上,电极数目为8.改变螺杆给料速度以及抽吸风量可改变给料浓度,通过对管道截面体积浓度、波动特性以及体积浓度平均测量结果的比较分析,证明这种方法可获得可靠的测量结果.     

一种内置旋流叶片的新型旋风分离器

提出一种新型旋风分离器,与传统旋风分离器相比,在分离器内外涡旋交界面处设置一组沿气流旋转方向由内向外的旋流叶片,以阻挡含尘气流中的颗粒进入内涡旋区。基于CFD,采用雷诺应力模型与离散相的随机轨道模型,对分离器进行气固两相流动数值模拟,比较分析添加旋流叶片前后的分离器性能。对常规及添加旋流叶片的旋风分离器的压降、分离效率与入口气流速度的关系进行了试验研究。试验结果表明,与传统分离器相比,添加旋流叶片的旋风分离器在入口流速较小时,总效率提升明显;在入口流速较大时,添加旋流叶片后的分离器压降略有增大,分割粒径减小显著。添加旋流叶片使分离器的分离效率得到提升,对小粒径颗粒的分离效率提升作用尤为明显。     

旋风分离器内速度场的数值模拟研究

为了研究旋风分离器内流场的运动状况,借助Fluent软件,采用大涡模拟,基于曲线坐标系的SIMPLEC算法,对切向入口的Stairmand旋风分离器内速度场进行三维数值模拟研究。通过数值模拟,得到旋风分离器内的切向速度、轴向速度及径向速度的分布规律,为今后充分认识和设计旋风分离器提供一些有意义的参考和理论指导。     

不同结构参数下旋风分离器气相流场的数值研究

采用商用CFD软件FLUENT对直切式旋风分离器内气相流场进行了数值研究,计算值和五孔球探针的测量值吻合较好.在此基础上,研究了结构参数对气相流场的影响.结果表明,减小入口面积比KA、排气管直径比dr和排尘口直径比dc,均可使旋风分离器内的切向速度增大;但同时压降增大.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β射线吸收法的PM2.5连续自动监测的关键技术研究

首先通过数值仿真对PM2.5旋风分离器进行优化设计和实验验证,得到满足性能标准的PM2.5旋风分离器,然后通过流量闭环控制技术,设计出24 h瞬时流量和平均流量均符合标准的流量控制系统,最后通过数据统计处理和线性回归分析,得到符合指标的线性回归曲线。通过参比方法对比实验,该PM2.5连续自动监测仪平行性为8.1%,线性回归曲线斜率为0.96,截距为1.1,相关系数为0.976,测量数据符合标准,实现了PM2.5的高精度测量。     

旋风分离器内表面堆焊硬化层的检验

通过对进口旋风分离器的检验，探讨了旋风分离器的检验方法，对表面硬化层耐磨和开裂的机理进行了一些探讨，为了研究旋风分离器堆焊层表面裂纹的扩展情况，制作了裂纹对比试块，利用端点回波法测量了堆焊层裂纹自身高度，为利用超声波探伤仪测量裂纹深度提供了有效方法。     

旋风分离器高温高浓度性能试验研究

为预测高温下浓度对旋风分离器分离性能的影响,选用一个直径为300mm的切流反转式旋风分离器在温度673K,入口浓度2-60g/m3范围内进行试验研究。试验用中位粒径为16.47μm的滑石粉作为粉料,试验测得了不同浓度下旋风分离器的分离效率与压降。结果显示,相同入口气液速度下,分离效率与压降均随浓度的升高而降低。     

静电旋风分离器流场的实验研究

介绍了静电旋风分离器内的速度场和压力场的测试结果 ,并对此进行了详细的分析 ,指出了安装电晕极不仅能降低常规旋风分离器的阻力 ,而且有利于提高常规旋风分离器的效率 ,即电晕极对静电旋风分离器起到了减阻增效的作用。     

旋风分离器数值模拟

旋风分离器作为压缩机的级间分离设备,主要用于分离压缩过程中产生的液滴,然而,液体的体积含量对于分离效果有很大影响,通过Fluent软件,对于常规工艺条件和带有大量冷凝液的工艺条件分别进行气、水两相流的模拟,进一步明确旋风分离器的适用范围,为旋风分离器的工程设计及其分离性能的改善提供一定的基础。     

基于Fluent的旋风分离器气固两相流数值模拟

旋风分离器内部流场较为复杂,属于典型的三维湍流强旋流场,具有非线性、时变性等特点,而颗粒在旋风分离器内的运动则更为复杂。应用Fluent软件来对旋风分离器内气固两相流进行数值模拟研究,以期能够更加深入、更加全面地认识旋风分离器内部流动规律,进而实现模拟与工业应用的良好结合。     

基于离散相模型的旋风分离器内部流场数值研究

针对旋风分离器内部流场的研究,采用数值模拟的方法模拟了分离器内固体颗粒的运动轨迹。通过分析不同粒径及入口速度对旋风分离器内固相颗粒运动轨迹的影响,探索了颗粒在旋风分离器中运动的物理机理,随后对旋风分离器的灰斗长度进行了优化。结果表明:颗粒在旋风分离器中运动轨迹比较复杂,且同时受到入口速度和粒子半径的影响,相同粒径颗粒在不同入口速度下运动轨迹不同,且小粒径颗粒较容易受到入口速度的影响,旋风分离器在标准灰斗长度下的分离效率及分离性能最好。模拟结果可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

切流返转式旋风分离器设计方法的探讨

旋风分离器可以利用气态和固态两相流体之间的高速旋转运动,在离心力的作用下将固体颗粒从气流中分离出来。由于旋风分离器的结构简单、操作方便、价格低廉、设备紧凑、维修方便、无相对整体运动的部件,而且可以用于生态环保等行业里的分离与除尘装置,因此旋风分离器被广泛地应用在能源、化工、矿山、建材、食品、炼油等方面。本文探讨了切流返转式旋风分离器设计方法。     

直流式旋风分离器参数优化仿真与试验

为了在产品方案设计阶段验证直流式旋风分离器性能,利用罗辛-拉姆特函数对试验粉尘(ISO 12103-A4)粒径分布进行拟合。利用Fluent软件对直流式旋风分离器进行性能仿真,为满足分离效率不低于85%,降低流阻的需求,利用Optislang软件对旋风分离器结构参数进行优化,结果表明:粉尘平均粒径为42.27 μm,粒径分布指数1.126;分离器入口粉尘浓度由1%增至5%,分离效率不变,流阻由31.09 kPa增大至31.45 kPa;旋流叶片螺距对流阻敏感度为99.7%,对分离效率敏感度为94.3%,旋流叶片长度对流阻不敏感但对分离效率有5.8%的敏感度;通过匹配旋流叶片螺距及叶片长度,实现流阻由31.09 kPa降到12.12 kPa,分离效率仅降低4.01%。