旋流器空气柱特性的研究

旋流器因具有剪切洗涤作用而成为食品工业中不可替代的分离设备,但是在使用的过程中水力旋流器存在空气柱,会增大能耗、降低分离效率,这也直接影响了旋流器在食品工业中的发展前景。此次研究通过试验和CFD数值模拟相结合的方法对旋流器空气柱的特性进行研究。结果表明:由两端出口进入的空气在相遇后会形成空气柱,并且从底流口进入的空气速度明显高于从溢流口进入的空气速度;随着底流背压的增大,空气柱直径逐渐变小,直到完全消失。     

微型旋流器溢流口结构参数对SCR废催化剂分离性能的影响

TiO2(钛白)以其优越的白度和稳定的物理化学性质被广泛应用于涂料、橡胶、塑料、日化等行业。采用旋流分离法从SCR废催化剂中分离出TiO2,以提高净化效率为目标,通过试验和模拟研究考察了微型旋流器溢流管的结构对分离效率的影响。数值模拟上采用了雷诺应力模型和离散型模型模拟,试验上使用直径为20mm的微型旋流器来分离粒度分布为(1～56)μm的颗粒物料。结果表明,在相同的处理量下,溢流口直径为4.5mm、溢流管伸入深度为10mm时,旋流器对物料的净化效率最高。     

规整填料结构对HD低温蒸发系统中蒸发器性能的影响

为了研究HD低温蒸发系统中波纹板规整填料蒸发器的性能,采用计算流体力学软件FLUENT,对填料通道内废水与空气两相之间逆流接触的流体运动、传质传热过程进行了研究。结果表明：随着波宽的增大,气相出口空气中水蒸气含量先增大后减小,而且气相出口空气温度随着波宽的增大也出现先增加后减小的变化趋势,二者都在波宽为6 mm（宽高比为1.2）时最大;随着波纹倾斜方向与液滴喷淋的夹角增大,气相出口空气中水蒸气含量先增大后减小,气相出口空气温度也出现先增大后减小的变化趋势,其中,在夹角为45°时的填料内部气相出口空气水蒸气含量和空气温度最大,此时填料内部空气与液滴之间传质传热效率最高。由此可得规整填料蒸发器的波纹波宽和波纹夹角对蒸发传质传热的影响都存在1个最佳值,为规整填料的结构参数优化提供了理论依据。     

碟片式离心机内流动的数值模拟

碟片式离心机内的流场难以直接测量,采用计算流体力学（CFD）技术可以更加直观地展现碟片式离心机内部流场特征。本文以DRS 230\4-00-99型碟片式离心机为研究对象,基于N-S方程和标准k-ε两方程湍流模型,利用Fluent流体动力学分析软件模拟了碟片间隙的内部流场。结果表明,模拟得出的速度分布和压力分布符合碟片式离心机的内部理论基本规律。液体在碟片间隙内存在旋转滞后现象,但由于碟片间隙较小,液体旋转滞后较小。说明碟片间隙小,不仅可以减小颗粒的沉降距离,有利于提高分离效率,同时还能减小液体滞后。模拟同时发现,等距离碟片间隙中液体流量及压力降呈现不均匀分布,离入口位置越近,碟片间隙中液体流量及压力降越大,在前三层尤为明显。这些发现为碟片式离心机两相分离的模拟研究提供了参考依据,对优化碟片式离心机的结构设计具有重要的指导意义。     

磁力旋流器磁系的磁场分析

设计了一种中心吸附铁化合物的磁力旋流器，利用试验和数值模拟的方法，对比分析了磁力旋流器磁场强度和分离性能。在试验中，简化了磁力旋流器磁系的结构，改变导磁铁片厚度、铁芯结构、磁系结构等参数，分析磁系对含铁化合物的吸附能力。利用数值模拟方法得到磁系的磁场强度，为分离能力预测提供依据。结果表明：磁场强度与导磁铁片的厚度成反比，随着导磁铁片厚度增大，磁场强度减小，磁力旋流器对铁化合物颗粒的吸附能力减弱，试验中导磁铁片的厚度为2mm时分离效果最好；铁棒铁芯磁系与铁管铁芯磁系相比具有更大的磁场强度；挤压式磁系与普通磁系相比具有更大的磁场强度。导磁铁片厚度的增大会使磁系端面漏磁量减少，铁芯侧面漏磁量增大；铁棒铁芯磁系的漏磁量相对较小，挤压式磁系的漏磁相对较小。     

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。     

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。     

高粘度物料固液分离技术研究进展

在各种高粘度物料分离方法中旋流分离法具有设备低成本、低能耗、结构简单、工艺流程简单和操控容易等优点,因而成为最为简单可行的技术路线.介绍旋流分离方法的优缺点以及旋流分离应用于高粘度液固体系分离技术的研究状况.     

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。     

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。