不同入口设计的井下旋流除砂器流场数值模拟

针对井下原油防砂问题,提出了3种不同入口方式的内外双级旋流器串联式除砂器的结构模型并介绍了它的工作原理。利用TGrid程序,采用四面体网格对除砂器整体进行了网格划分,确定出边界条件。采用FLUENT软件三维数值模拟的方法,对不同入口方式的除砂器速度场、压力场、分离介质运动迹线的分布特征和介质相分布特征的数值模拟进行了研究,分析了内部分离介质流动特征对分离性能的影响。通过模拟发现除砂器内部的螺旋翅片引导流体产生涡旋流动,可以实现固液分离的目的,与传统旋流器相比,没有形成空气柱,从而使得内部流场更加稳定,有利于介质分离。不同的入口方式对除砂器内部流场产生不同的影响,切向入口时更有利于旋流的形成。     

旋流型汽水混合加热器的数值模拟

设计了一种蒸汽入口中心线与轴有偏移量的旋流型汽水混合加热器。应用CFD软件FLUENT和VOF多相流模型模拟了汽水混合加热器内的两相流动,模拟结果与实验结果基本吻合。模拟结果表明:旋流型汽水混合加热器使蒸汽在蒸汽室内形成了旋流状态,偏移量越大旋流越好,汽水混合加热器内的温差越小,质量传递系数越大。     

旋转管式膜分离器环隙间速度和流线数值模拟

了解旋转管式膜分离器内的流体流动对干了解其分离机理甚为重要。论文首先介绍了膜分离器的结构,得出定常流动时膜分离器环隙间流体切向速度表达式和分布曲线;然后建立了流体运动Ｎ－Ｓ方程,采用摄动法和贝塞尔函数方法,得出流动失稳时内筒的临界转速,导出环隙间流体径向速度和流线的近似表达式,当内筒转速超过临界转速时,环隙间将生成Ｔａｙｏｒ涡,最后,绘制了环隙间径向速度分布曲线和Ｔａｙｌｏｒ涡流线。     

旋流板捕雾器内部流场的数值模拟

介绍了旋流板捕雾器的主要工艺用途和设备结构特点,利用流体有限元计算分析软件对其内部流场进行数值模拟,得出焦炉煤气在旋流板捕雾器中的流动状态、压力场、速度场等分布情况,并对相关结果进行了讨论。     

管壳式换热器流体流动与耦合传热的数值模拟

结合化工行业中使用的某型号管壳式换热器的结构图和工艺参数,对换热器的结构进行了合理的简化,利用ANSYS参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型。在ANSYS FLUENT14.0数值模拟软件中对换热器的流体流动以及耦合传热进行了数值模拟,得到管程和壳程流体的流速分布、压降情况、温度场变化的细节信息。该工作对于设计传热效率高、流体阻力小的换热器进行了有益探索。     

同轴射流旋流燃烧室内湍流流动的数值模拟

应用完整形式的改进代数Reynolds应力模型对旋流燃烧室内两股同轴旋转射流的湍流流动进行了数值模拟 .模拟得到的结果与实验测量数据以及k -ε模型和简化形式的改进代数应力模型的模拟结果进行的对比表明 ,改进的代数应力模型可以给出比k -ε模型和简化形式的改进代数应力模型更为合理的湍流旋流流场模拟结果 .     

气液旋流分离器排气管结构优化的数值模拟

利用FLUENT提供的RSM模型和DPM模型对采用扩散锥形排气管的切流式气液旋流分离器内部气相流场和液滴轨迹进行了数值模拟,模拟结果显示锥角在0²0°范围内,随着锥角的不断增大,压降小幅度减小,当达到临界角度时压降略高于传统型排气管压降,但分离效率提高了9.2%,因此扩散锥形排气管应用到切流式气液旋流分离器内既可以保持压降基本不变又能提高分离效率。     

一种旋流除砂装置的数值模拟研究

介绍了油田采出液成分,阐明了采出液除砂的必要性,结合旋流分离技术与重力沉降技术,设计了一种底流封闭的单出口旋流除砂结构。利用计算流体动力学软件Fluent,计算旋流除砂器的内部流场,得到了相应的压力损失分布云图和砂相分布云图,通过对旋流除砂装置内部的旋流分离和重力沉降的模拟分析,为旋流器和储砂箱的结构优选提供了设计依据。     

旋流板塔在涂装废气除尘除雾方面的数值模拟研究

在对旋流板分离技术的研究和应用基础上,提出将旋流板塔应用在涂装废气除尘、除雾处理当中,旋流板塔的分离性能受到其内部气相流动和颗粒运动规律的制约。仅仅通过试验或解析等传统方法分析其内部复杂的流动状况难度很大,而且周期长、费用高;通过流体力学计算软件Fluent对旋流板塔进行数值模拟研究,可以计算分析旋流板塔内部的气相流动和颗粒运动的规律;因数值模拟对于认识旋流板塔的分离机理、改进和优化旋流板塔的结构,提高其分离性能,同时缩短设计开发周期和节省费用,具有重要的意义。     

气-液旋流分离器流场数值模拟研究

为研究旋流分离器内部气体和液滴的运动情况和分离机理,用流体动力学软件Fluent对旋流分离器内部流场和液滴的运动状况进行了数值模拟研究,在模拟过程中,采用k-epsilon(2 eqn)方程来模拟气相旋流流动,采用Lagrange方法模拟液滴运动。模拟结果表明,旋流分离器内部流场呈旋转分布,分为内、外两个流场,在不同流动区域,气体压力场、速度场分布成规则变化;液滴的运动较为复杂,带有随机性;总体运动轨迹的形状与气相流场的分布趋于一致。     

喷灌用水力旋流器的设计与数值模拟

针对新疆井灌区地下水的实际情况,介绍了喷灌用水力旋流器的设计方法,并运用流体模拟软件Fluent6．3,基于雷诺应力（RSM）模型结合分散相模型（DPM）,采用SIMPLEC对速度一压力耦合,选取差分格式为QUICK格式,压力差补格式为PRESTO格式进行了数值模拟,验证了设计的正确性,对水力旋流器的设计有一定的参考价值。     

倾斜入口流道的水力旋流器数值模拟分析

研究入口流道带倾角的水力旋流器模型,用GAMBIT软件建模并划分网格,运用FLUENT软件对其油水分离情况进行数值模拟,分析了传统直入口流道与带倾角入口流道的区别。发现倾斜入口模型压力降明显降低,有助于降低旋流管能耗。倾斜入口模型模拟中,底流处油的浓度较低,分离效果较好。     

液-液水力旋流器两相湍动流数值模拟研究进展

对水力旋流器内的单相流场和液．液水力旋流器轻相浓度场两个方面的数值模拟研究进行了论述,通过分析国内外近二十年的重要研究成果,提出了今后液-液水力旋流器内两相湍流场数值研究的重点和发展方向。     

Numerical Simulation of Oil‐water Hydrocyclone Using Reynolds‐Stress Model for Eulerian Multiphase Flows

A three‐dimensional oil‐water turbulent flow and oil separation process in a double‐cone liquid‐liquid hydrocyclone (LLHC) is numerically simulated using FLUENT software. The Euler‐Euler approach and Reynolds‐stress model are combined and adopted in this simulation to handle the challenging situation of anisotropic turbulent two‐phase flow with a higher volumetric ratio (over 10%) in the dispersed phase. It is visualized well in the simulation how separation, aggregation and shift of oil and water proceed in the LLHC. The oil separation efficiency is determined based on flow field and phase concentration distribution. The simulation is verified by comparing predicted and measured separation efficiency in the LLHC.     

不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟

根据计算流体动力学(CFD)的方法,应用Fluent软件对动态水力旋流器内部油水两相流场进行数值模拟,考察了不同入口流量及转筒转速下旋流器内速度场与油水两相的分布情况。结果表明:动态水力旋流器内切向速度呈双涡结构(准自由涡与准强制涡);轴向速度明显小于切向速度且不存在零速度包络面,油相集中于旋流器轴心形成油核,随着流量及转速的增加,各相速度及中心油核浓度均增加。     

液-液旋流分离器内流场的数值模拟研究

用计算流体动力学(CFD)的数值方法,采用RSM模型对油水分离用液一液水力旋流器的流场进行了数值模拟。单相流场的模拟结果表明,旋流器内的流场结构是强旋转和非对称的三维结构,因而对旋流器的研究(无论是数值模拟还是实验测量)必须是基于三维的;旋流器上游区内流体紊流现象严重,两侧有循环流存在,这都对两相分离不利,应改进结构以改变这种流动形式;其模拟结果与他人实验结果吻合较好,说明该湍流模型和算法是可靠的。另外还对油一水两相流场进行了研究,初步揭示了液一液两相分离的现象,这都为进一步研究旋流器特性参数对分离效率的影响和旋流器的结构优化提供了参考。     

基于FLUENT除尘器流场模拟

许多环境工程设备需要针对不同的工作条件进行设计。但环境净化和处理设备内部的流场极其复杂。单靠经验很难判断设备工作状况和净化效果。在设计过程中借助CFD软件对除尘器内部流场模拟,可以观测设备内部流场参数分布,通过调节参数使除尘器达到设计要求。本文以旋风除尘器为例,利用FLUENT对旋风除尘器内部流场进行了数值模拟．讨论了不同条件对内部流场的影响．探讨了FLUENT软件在环境工程教学科研中的用途。     

注气对油水分离水力旋流器流场影响模拟分析

采用雷诺应力湍流模型、混合模型和离散相模型对注气型油水分离水力旋流器进行数值模拟,得到其内部流场的速度分布和油滴粒子运动轨迹,分析对比了注气前后进口流量、分流比和充气量对分离效率的影响,数值计算结果与文献实验值进行了比较。结果表明,充气后流场速度增加,油滴粒子逃逸时间缩短,旋流器分离效率提高5%~10%,在一定条件下气浮对旋流分离起到强化作用。     

淘析器内气固两相流动的数值模拟

针对现有淘析器存在分级效率低,粒料中夹带塑料粉尘和部分粒料随气流溢出的问题,采用CFD模拟软件FLUENT6.2对现有淘析器及其改进型淘析器内部的气相流场和粒子运动轨迹进行了数值模拟.气相控制方程采用标准湍流模型,颗粒运动控制方程采用随机轨道模型.模拟结果表明:改进型淘析器可消除现有淘析器出口附近的短路流:加长对流直管段,增加了气固对流时间,强化了气流对粒料表面的剪切作用;淘析区加入格栅,既规整流场,消除静电吸附,又通过碰撞振动提高了粒料表面粉尘的分离程度.     

木塑/超临界流体复合材料泡孔成核的数值模拟研究

以木塑/超临界二氧化碳（WPC/Sc-CO2）复合材料为研究对象,采用有限元分析软件Polyflow对不同尺寸的挤出发泡机头内的流场进行数值模拟,研究机头尺寸对WPC/Sc-CO2复合材料泡孔成核的影响。结果表明,增加挤出发泡机头内毛细管段长度对机头内压力降速率和泡孔成核点距离机头出口的位置影响很小;而减小挤出发泡机头内毛细管段直径可增加机头内压力降速率,同时使泡孔成核点的位置更靠近机头出口。