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。     

卧式螺旋卸料沉降离心机内部流场与分离性能的研究

卧式螺旋卸料沉降离心机在固液分离领域应用广泛,但由于内部流动复杂、结构封闭且高速旋转,传统的理论与试验方法均无法对其内部流动进行准确描述。本文在合理的简化和假设基础上,应用计算流体动力学软件Fluent,采用SRF转动模型与RSM模型、Mixture多相流模型相结合的方式,对卧螺离心机内的两相流动进行了三维稳态计算,得到了转鼓内的流场和固相体积分数分布。结果显示,轴向速度方向在靠近转鼓壁面处指向转鼓小端,在靠近螺旋内筒处指向转鼓大端,分布受锥段结构影响较大;径向速度复杂多变;颗粒的沉降过程主要发生在转鼓沉降区;转鼓柱段的固相含量少,溢流澄清、固相回收率高;转鼓锥段固相含量集中,且越靠近出渣口的固相体积分数越高。经验证,模拟得到的固相回收率与出渣含固率均接近实际运行情况,说明采用数值模拟方法预测离心机的分离性能具有可行性。     

旋流萃取器流场及性能研究

液液萃取过程要求高的传质速率和高的相分离效率.由于液液两相密度差小和液体介质粘度较大,重力场下相分离效率较低,传统萃取设备往往存在夹带和液泛问题而影响萃取过程.本文设计了一种在超重力场下进行萃取的设备——旋流萃取器,其旋流场既可以强化传递过程,又可以强化相分离过程.在模拟可靠性验证的基础上,通过模拟方法探索直径为26 ...     

主要结构参数对微型旋风分级器性能的影响

颗粒的分级作为目前粉体材料加工与应用的基本技术之一,已被广泛的应用于各个领域,如矿物加工与分选、冶金等方面。旋风分离器的主要结构参数对旋风分离器内的流场影响最大,但目前鲜有人研究其对分级的影响。通过对旋风分离器的锥角与排气管插入深度进行数值模拟研究,采用非稳态离散项模型与雷诺应力模型的方法研究其对压力降与分级性能的影响。结果表明:排气管插入深度对分级粒径和分级精度都有显著的影响,插入深度过小甚至没有插入深度都对分级精度的提高不利,但插入深度增大会增大分级粒径和压力降;对于分级精度,锥角存在最佳值,但分级粒径和压力降都随锥角的增大而增大;最佳锥角值与溢流管插入深度有关,其随着溢流管插入深度的增大而减小;自然旋风长在分级精度曲线峰值处保持在一个稳定的范围内,对于柱段长度与入口结构不变的情况,自然旋风长在3.2 D～3.5 D之间分级精度较高。     

静电-旋流除雾器性能的研究

除雾过程存在于诸多工业过程和环保过程中。本文提出了一种将旋流场与静电场相结合的除雾器,利用数值模拟的方法,分析了静电-旋流除雾器操作性能,并用压力降试验数据验证了模拟的可靠性,同时,分析了入口风速、电压和雾滴粒径对分离性能的影响。结果表明:在入口风速为8～12 m/s时,离心力和电场力对除雾的综合作用最好,分离效率最高;在安全工作电压0～50 kV内,提高电场电压,将有利于提高静电旋流除雾器的除雾效率,施加的电压越高,除雾效率提高的幅度越大;施加电压,使雾滴在离心力和电场力共同作用下被捕集分离,相比于只有离心力作用的情况下除雾效率会大幅度地提高。所以旋流静电除雾器比旋流除雾器能更有效地捕集小雾滴。在旋流器内附设高压静电场,构成静电-旋流除雾器,可在对旋流器结构不作根本性改动、投资少、不扩大占地面积的情况下,显著提高除雾效率,不增加系统阻力,是一种高效除雾设备这种除尘器能保持较高的除雾效率,具有较高的实用价值。     

微通道内不同挡板结构液液混合的数值模拟

微通道内的流场规律是微反应器内部结构设计的基础,它对液液非均相的混合效果起决定作用。运用流体力学软件(FLUENT)对具有不同挡板结构的微通道内的流场进行数值模拟,分析微通道中流场的流动特点。通过对液液非均相的混合过程中的非定常计算,得到了不同挡板结构与混合时间及压降之间的关系。此方法不仅可用于优化微通道内部结构设计,同时也能为其他类型混合设备的优化设计提供了一定的理论参考。     

液-液水力旋流器准自由涡的数值模拟研究

利用流场数值模拟软件FLUENT,结合激光测量结果,对液-液旋流器准自由涡进行了数值分析研究。结果表明,描述准自由涡的流型常数n和c不是恒定不变的常数。在不同的轴向位置,n和c都是不同的,n先随z/D的增大而增大,约在z/D=7处达到最大值,而后随z/D的继续增大而减小;c随着z/D的增加而减小。当入口平均速度增大时,n基本保持不变,而c随入口平均速度的增大而增大;当分流比增大时,n和c基本保持不变;当物料黏度增加时,n和c随黏度的增加而减小。     

固体轻分散相旋流分离的研究

通过试验研究了固体轻分散相和液体介质旋流分离的操作性能和分离性能,结果表明:固体轻分散分离用旋流器的压力降随入口流量增加而变大;溢流分率随压降比的增大而增大;分离效率随底流管长度的增加基本不变;分离效率随入口流量的增加而增大,并趋近某个<100%的值;分离效率随着分流比的变大先变大,到达一个最大值之后又变小。