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。     

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。     

卧螺离心机分离PVC的FCPS分析

采用计算流体动力学(CFD)方法和计算软件FLUENT对分离聚氯乙烯(PVC)的卧式螺旋卸料沉降离心机转鼓内部流场进行数值模拟。通过对转鼓溢流口区域的涡流进行分析,确定溢流口轴向宽度、转鼓内液池深度、分离因数以及悬浮液流量与溢流口最大负径向速度和上浮临界粒度(FCPS)的关系。模拟结果表明:增大溢流口轴向宽度可以有效减小溢流口最大负径向速度,从而颗粒上浮临界粒度减小,可以提高离心机的分离效率;改变转鼓内液池深度对最大负径向速度影响很小,上浮临界粒度变化不大;当增大悬浮液流量和减小分离因数时,最大负径向速度增大,上浮临界粒度增大。模拟方法和结果可以为不同用途和结构的卧螺离心机设计提供更多参考。     

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。     

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。     

基于Euler多相流模型的卧螺离心机速度场数值模拟与分析

应用计算流体力学软件Fluent,基于Euler多相流模型,在多重参考系坐标下,选用RNG k-ε湍流模型,对卧螺离心机内部的三维速度场进行了数值模拟和分析。结果表明：当液体进入转鼓后,对沉降分离起主要作用的周向速度迅速增大,经过较短的距离即可获得稳定的流动状态,且沿转鼓轴向变化较小;轴向速度沿径向的梯度在转鼓柱段较小,而在锥段较大,且在靠近转鼓的区域,锥段的轴向速度比柱段的大;径向速度复杂多变,无明显规律,流动受几何结构的影响很大。     

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。     

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。     

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。     

卧螺离心机结构的研究及发展

卧螺离心机是应用范围较广的一种离心机,它在离心机领域中一直占有重要地位。在介绍卧螺离心机结构的基础上,综述了卧螺离心机结构形式的改进,总结了有限元法在卧螺离心机转鼓和螺旋输送器强度分析上的应用,并对卧螺离心机存在的问题及发展方向进行了讨论。     

有限元法在卧螺离心机转鼓强度分析上的应用

有限元法作为离心机强度计算的数值分析方法,相对于传统的强度计算方法有着显著的优越性。对有限元法在卧螺离心机转鼓强度分析上的应用进行了总结,对用有限元法分析转鼓强度时应重点考虑的问题进行了讨论,并对其在卧螺离心机设计中的更多应用进行了展望。     

卧螺离心机内部流动状态与沉降

卧螺离心机内部流动状态与沉降（丹）Ｂ．Ｍａｄｓｅｎ＊著四川江北机械厂张剑鸣译四川联合大学孙启才校卧螺离心机（图１）以连续方式将悬浮液分离成固相和液相，其分离过程通过高速旋转离心机转鼓实现。被分离出的固相（沉渣）由螺旋输送器输送到排渣口，螺旋输送器转速...     

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.     

离心机在PVC固液分离中的常见问题及解决方法

主要叙述了卧螺离心机在聚氯乙烯(PVC)固液分离行业中的应用。介绍了PVC生产工艺、卧螺离心机的结构与工作原理,分析了卧螺离心机在PVC固液分离过程中出现的常见问题并给出了相应的解决方法。     

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     

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。     

引进卧螺沉降离心机的应用

一、简介卧式螺旋卸料沉降离心机(简称卧螺沉降离心机,又称滗析机,英文名为decanter是一种高效物相分离机械,分为固—液、液—液两相分离型和固—液—液三相分离型。卧螺沉降离心机可广泛应用于石油、化工、制药、造纸、电镀,酿造、食品加工、木材加工,城市污水处理等行业的悬浮液分离或采矿工程中的粒子分级、提纯等方面。本文又着重介绍引进卧螺沉降离心机在酒精槽脱水方面的应用。二、卧螺沉降离心机的原理卧螺沉降离心机的基本原理与沉降澄清池     

卧螺式浮渣分离离心机两相数值模拟

传统的卧式螺旋卸料离心机只能分离沉渣,不能分离浮渣。本文对一种分离轻质固体浮渣的卧螺离心机进行两相数值模拟研究,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湍流模型及多重参考系(MRF)方法,模拟分析了这种卧螺离心机内的固液两相体积分数分布以及操作参数和物性参数对流场和分离性能的影响。模拟结果表明:此卧螺离心机适用于高浓度、中粗粒子的分离;流体沉降分层比较明显,水在液池的外层,浮渣在内层;转速差总体上对分离性能影响不大,但不能过低或是过高,保持在30~70r/min是比较好的选择;进料浓度增加,颗粒沉降速度降低,分离效率会下降;小颗粒沉降速度底且易"反混"而分离性能差,较大颗粒沉降速度高,分离性能明显高于小粒径颗粒。     

卧螺离心机在高浓度二氧化钛分级中的应用

介绍了一种专用卧式螺旋卸料沉降离心机在高浓度二氧化钛分级处理中的应用。着重介绍了专用卧螺离心机的工作原理和结构特点,以及转鼓转速、液层深度、差转速等工艺参数对分级效果的影响,找到了最佳的运行工艺参数,使得专用卧螺离心机在高浓度二氧化钛的分级处理过程中发挥更好的分级效果。