三相卧螺离心机油水分离的CFD分析

采用计算流体动力学(CFD)方法和计算软件FLUENT对分离含油废水的三相卧式螺旋卸料沉降离心机油水分离进行数值模拟。基于离心机转鼓结构与流体流动方式的简化进行物理建模,对离心机油水分离稳态进行分析,确定排水孔宽度以及溢流口轴向宽度对离心机油水分离效率的影响。模拟结果表明:在油相溢流口附近,油水两相的粘度差和速度差导致分层界面处存在摩擦剪切应力,从而导致部分水相跟随油相溢流。适当调节排水孔宽度增大该处流量可以提高离心机的油水分离效率;增大溢流口轴向宽度可以减缓流体溢流速度,减小油水两相之间的摩擦力,从而减少水相跟随油相溢流、提高离心机的油水分离效率。模拟方法和结果可以为三相卧螺离心机的结构设计提供更多参考。     

六叶柱形浮环轴承流体动力学特性的边界元分析

采用边界元方法对六叶柱形浮环轴承润滑剂的流体动力学特性进行了研究,得到了六叶柱形浮环轴承润滑区的流场分布、轴瓦内表面上的压力分布及浮环外表面的压力分布. 对几种偏心率下六叶柱形浮环轴承的数值计算结果进行了比较分析,得到几种偏心率下六叶柱形浮环轴承压力随偏心率的变化规律.结果表明:与无浮环轴承相比,在各种偏心率下,多叶浮环提高了轴承的稳定性,内摩擦功耗减少,可延长轴承的使用寿命.采用边界元方法分析多油叶复杂结构的浮环轴承流体动力学特性问题是非常方便有效的.     

基本级内流分析中网格的生成

在利用流体动力学分析软件STAR-CD进行斜流基本级内部流场计算时,采用了一些网格处理技术,得到了比较好的结果.通过实践,觉得这些方法通用性强,对叶轮机械特别是离心基本级的内流分析中网格的生成有很好的指导作用.     

气液旋流分离技术的研究

介绍了国内外气液旋流分离技术在应用实验、流场测定、机理模型理论和计算流动力学（CFD）模拟等方面的研究进展状况。对于气液旋流分离技术研究发展中遇到的问题进行了分析，指出气液旋流技术理论研究和工程应用，主要受气液两相流体力学和计算流体动力学发展的限制，并对气液旋流分离技术的研究方向和应用前景进行了展望。     

双锥型油水分离旋流器内部流场数值模拟

为深入研究双锥型油水分离旋流器内部流场及油水分离机理,采用CFD软件中最精细的雷诺应力湍流模型,基于控制体积法,应用PC-SMPLEC算法,对油水分离旋流器内部流场及分离过程进行了全面深入的三维数值模拟,得到了旋流器内部流场的压力分布特性、油的体积分布、三维速度分布特性、湍动能分布特性.结合旋流器理论及流体力学分析验证模拟结果的正确性,为优化旋流器的结构设计及操作,提高其分离性能和降低旋流器的能量损耗提供一条新途径.     

基于Fluent的搅拌反应罐流场的优化研究

基于计算流体动力学对搅拌反应罐流场的各影响因素(如桨间距、罐桨径比等)进行分析和研究，最后根据分析和研究的结果提出了搅拌反应罐内部结构的改进方向和措施。     

同向出流倒锥式旋流器的结构模拟分析

基于现有油水分离的研究成果,提出了一种新型旋流器——同向出流倒锥式旋流器,介绍了其结构及工作原理。基于计算流体力学(CFD)方法,运用Fluent软件对其内部流场进行了数值模拟分析,通过观察流场特性,分析了新型旋流器的典型结构参数(溢流管直径、溢流管伸入长度、锥角和出水口尺寸)对其分离性能的影响。     

迷宫密封三维流场动力学特性计算及研究

迷宫密封气动特性对转子动力学特性的作用明显。应用计算流体动力学技术建立迷宫密封模型,利用计算流体动力学软件Fluent中旋转流场计算方法,对迷宫密封流场进行数值计算,该方法可以将非稳定流场计算转变成稳定流场,从而降低密封流场的计算量。讨论流场参数对其动力学特性的影响。通过对流场计算结果分析发现,气流流速在跨音速时,迷宫密封气动力系数和泄漏量都有较大的变化。因此在工程设计和操作时,要考虑密封中气流流速对转子动力学特性的影响。     

液力变矩器流场数值计算与特性预测

基于三维多相流动理论和计算流体动力学(CFD),对液力变矩器内流场进行数值计算。建立变矩器三维模型,采用有限体积法与SIMPLE算法,对其内部流场进行模拟,得到泵轮、涡轮与导轮的速度与压力分布。针对计算结果,对各工作流道的流场特性及生成原因进行分析,根据流场数值解对其进行性能预测。     

井下油水膜分离器设计与仿真分析

随着石油开采进入中后期,油井含水率逐渐增加,井下油水分离系统的研究变得越发重要,油水分离器是井下油水分离系统的核心所在,对其进行设计研究对石油开采工程有着积极作用。文章结合水力旋流原理及超亲水油水分离膜材料,对常规液-液水力旋流器进行结构改造,提出基于膜分离的井下油水分离器方案,并完成了相关尺寸设计计算,同时建立相关模型进行仿真分析,通过与常规旋流器的内部速度场、压力场、油水分布规律进行对比以及相关样机实验与仿真结果的对比分析验证了该方案的可行性。     

2种锥段结构的轴流式旋流器内的流场模拟

采用Fluent软件对实体锥段轴流式旋流器和多孔介质锥段轴流式旋流器进行单相和液固两相的模拟研究,着重分析了旋流器内速度场与压力场的分布和液固分离效率,得到以下结论:速度场方面,多孔介质锥段旋流器,切向速度峰值较大,向下轴向速度较大向上轴向速度较小,有利于固体颗粒的分离;压力场方面,在边壁附近形成一个环带状的低压区,有利于固体颗粒的分离;相同截面,多孔介质锥段旋流器的压力明显较低,能耗较低;多孔介质锥段旋流器的液固分离效率较实体锥段旋流器高5%～10%,具有广阔的应用前景。     

柱形旋流器入口结构对油水分离影响的数值模拟

通过数值模拟,分析了入口结构对油水在柱形旋流器中分离性能的影响。数值模拟时,油水两相流动采用Fluent中的混合模型,相间的相对运动采用代数滑移模型,湍流影响则使用修正的RNG K-ε湍流模型。获得了入口形状、入口方式和入口位置对柱形旋流器油水分离性能的影响。这些结果为优化柱形旋流器结构奠定了基础。     

溢流管结构对三相分离器分离效率的影响

针对柱状气-液-固三相旋流分离器(GLSC)内部复杂的流场分布,借助CFD软件,研究了溢流口处气相体积分数和侧向出口处固相体积分数的分布趋势。通过数值模拟方法,得到了GLSC的气相、固相分布特点,分析了结构参数中溢流管直径Do和溢流管伸入长度Lo对GLSC分离性能的影响。在试验过程中,验证了结构参数的改变对于GLSC分离性能的影响。研究表明,入口流量为1.1m3/h时,该GLSC具有较好的分离效果。     

液压油箱用固液旋流分离器分离效率影响规律

颗粒物污染是影响移动装备液压元件及系统性能的主要原因之一,液压油箱考虑去除杂质功能会增加其设计容积,不利于液压系统轻量化设计。应用离心分离的原理,使不同密度的介质在高速旋转的流场中进行分级筛选,可快速去除液压油中大颗粒污染物,提高液压系统可靠性,提升过滤器使用寿命。由于旋流分离器中流场的流动形式复杂,预测旋流分离器内部的流场特性、颗粒运动轨迹十分困难。因此,研究旋流分离器流场流动规律和污染物旋流分离机理,可以为液压系统污染物分离和去除提供理论基础。针对固液旋流分离器的流场分布规律和污染物分离效率的影响规律展开研究。根据旋流分离理论设计了固液旋流分离器结构,分析旋流分离器不同直径和长度下,固液旋流分离器轴向速度、切向速度的分布规律,通过粒子图像测速法对仿真结果进行试验验证,得到结构参数对分离效率的影响规律。结果表明,当中心的轴向速度为负值、壁面附近的轴向速度为正值时,切向速度越大,越有利于分离液压油中的颗粒。该研究结果可对液压油箱用固液旋流分离器的结构设计提供理论指导。     

风雨兼程五十载 永争第一铸辉煌——记天工院成立50周年

公元1961年5月18日,第一机械工业部工程机械研究所(天津工程机械研究院前身)正式成立,揭开了我国工程机械行业发展的序幕。这一天,应该被所有行业同仁深刻铭记;这一天,我国工程机械行业第一所专业的研究型行业机构横空出世,拓土开疆。天工所的成立是我国工程机械行业史上最重要的里程碑。从此,我国工程机械行业有了一个响亮的名字,一面屹立不倒迎风飘扬的旗帜。公元2011年5月18日,天津工程机械研究院迎来了50岁生日。50年,对于一个人,丰富的人生阅历值得回味珍藏;50年,对于一个家庭,四世同堂的生活正在有声有色地上演;50年,对于一段历史,翻天覆地的变化已经得到几代人的见证;50年,对于天津工程机械研究院,泽被四方,锐意图强。肩负着行业发展的重任,历经半个世纪的沧桑砥砺,风雨兼程,天工院书写了一段段行业佳话,缔造了一个个奋斗传奇,谱写了一曲曲精神赞歌。回首50年的峥嵘岁月,细数50年的坎坷征程,几代天工院人留下了无数奋斗足迹。凭借永争第一的精神,艰苦创业的激情,坚不可摧的意志,天工院人用勤劳和智慧续写了辉煌诗篇,用创新和奉献奏响了华美乐章。50年后的今天,天津工程机械研究院继往开来,确定了十二五期间科技发展战略构想,...     

水力旋流器分离效率影响因素的研究进展

旋流器分离效率的影响因素有结构参数、操作参数和物性参数。结构改进和新型旋流器对油水分离效率有较大改善,但提高潜力有限;操作参数的优化可以达到最高分离效率,但受结构和物性限制;油水性质是影响分离效率的决定因素。对油水物性的研究和改善将是未来旋流器发展的方向。     

聚结分离器油水分离效率模拟试验研究

为了能经济、快速地研究聚结分离器内部流场,简化影响因素,提高含油污水分离效率,首先利用软件对聚结分离内部堰板结构的流场进行模拟分析。模拟得到当入口流速为0.088m/s,入口管流和堰板的夹角60°时,流场稳定,有利于后续沉降分离。然后在室内搭建试验平台,在模拟条件下,以分离效率为研究对象,在研究板间距、板组数量、温度对油水两相聚结分离的影响。试验结果得到当聚结板板间距为1/4 in、采用双组板时,聚结分离器分离效率最高。     

Study on flow fields in high specific speed centrifugal compressor with unpinched vaneless diffuser

Performance of centrifugal compressors strongly depends on their internal flow fields. CFD has become indispensable tool for getting the information about flow fields in centrifugal compressors. CFD codes are usually validated by some representative data or compared with calculated results by other CFD codes, in order to ensure their accuracies. However, learning their accuracies for all types of centrifugal compressor’s specifications requires continuous works that compare experimental data obtained in developmental processes of various types of centrifugal compressors with CFD results. A prediction of a performance and a flow field of a centrifugal compressor by CFD is relatively accurate when the impact of separation and secondary flow on that flow field is weak, i.e. near design condition. Centrifugal compressors are deemed to have a wide operating range alongside high efficiencies at design points. Hence the prediction accuracy of CFD at off design conditions, where the impacts of separation and secondary flow on the flow field are strong, is critical for the design of the centrifugal compressors. This study therefore investigated the prediction accuracy of CFD using a centrifugal compressor whose geometry was intentionally changed to have a distorted flow field over a whole operating range, i.e. from choke to surge.     

基于CFD-PBM积分矩量法旋风分离器中颗粒聚团的数值模拟

为了得到颗粒聚团对旋风分离器分离性能的影响,在不同入口颗粒浓度与入口气速下研究其对分离效率的影响。采用雷诺应力模型(RSM)计算湍流流场,通过群体平衡模型(PBM)耦合CFD对颗粒相进行数值计算。研究结果表明:时间为2 s时,旋风分离器内的聚团作用已经趋于稳定,颗粒粒径在1.5μm到3μm范围的颗粒在旋风分离器内基本无法被捕集,而粒径大于5μm的颗粒其分离效率接近于100%;随着入口颗粒浓度的增加,总体分离效率增加,而增加入口气体速度,对分离效率的影响并不是很大。