利用激光量子测技术和粒子动态分析技术研究旋流器内两相流

采用先进的激光量测技术和粒子动态分析仪，对旋流器内两相流进行直接测量和粒子动态分析，得出了水力旋流器内两相流中固体粒子的粒度分布规律和粒子运动规律。并在实验的基础上，采用数学处理方法拟合出固粒沿旋流器轴向运动的数学模型。     

水力旋流器进料物性参数对其流场规律的影响

在水力旋流器的结构参数和操作参数一定的情况下,改变进料物性参数(包括固相密度、粒度及浓度),用粒子动态分析仪(PDA)对水力旋流器内固相颗粒运动规律进行测试。根据测试结果,探讨了进料固相物性对水力旋流器内固粒运动规律的影响,为水力旋流器的结构优化以及进一步推广应用提供了重要的理论基础。     

水力旋流器固液两相流测试研究

采用新型的激光测量仪器—粒子动态分析仪(PDA)对水力旋流器内固液两相流中的固粒速度场及其粒度的分布规律进行了测试,首次获得了旋流器内固粒浓度的实测分布规律;并对涉及到水力旋流器分离机理的固相粒子分离过程、“溢流跑粗”、器壁易受磨损的主要原因等问题作了分析,提出了一些新观点。     

水力旋流器中固体颗粒径向运动规律的研究

本文研究了直径为100μm的玻璃珠在直径为80mm的水力旋流器中径向运动的规律。采用测速仪观测旋流器锥度不同高度上的固粒速度,并通过分析固体颗粒径向运动的数字模型,得出了固体颗粒径向运动速度与雷诺数,进料速度、粒子所处的无因次半径r/D、相对高度h/D有关的经验公式。     

三锥旋流器分选效果对比研究

为了对比分析三锥旋流器和单锥旋流器分选效果，以三锥旋流器为研究对象，采用CFD数值模拟方法对两种旋流器颗粒行为及分选效果进行对比研究，发现单锥旋流器和三锥旋流器内部应力分布类似，但在切向及轴向速度方面存在一定的差异，三锥旋流器最大切向速度与最小切向速度的差值较大，分选的离心力较大；三锥旋流器的轴向速度明显大于单锥旋流器，有利于分选物料的排出；相同时间内三锥旋流器处理量更大。综合而言，三锥旋流器的分选效率更佳。     

锥角对固-液水力旋流器流场及其分离性能的影响

采用激光粒子图像测速系统(PIV)和计算流体动力学(CFD)的数值方法研究了固液水力旋流器的锥角变化对旋流器内轴向速度场、切向速度场分布以及旋流器分离效率的影响.模拟结果表明,锥角的减小对小颗粒固体的分离有促进作用,但过小的锥角却会使锥段内的涡流强度增加,降低分离效率,针对不同的柱段结构参数,应具有最佳锥角.模拟结果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.     

黄河泥沙分离的水力旋流器数学模型建立与分析

阐述关于采用以水力旋流器作为分离平台，黄河泥沙分离时液流数学模型的建立和泥沙颗粒的运动动力特性的分析，细微泥沙颗粒在水力旋流器里对液流影响可忽略，迎过分析进入旋流器液流具体分析液流等式和建立RNG数值模型等式。了解颗粒运动轨迹和涡旋效应对液流颗粒运动的影响，以及颗粒分离的效率影响因素，继而，对采用水力旋流器对黄河泥沙进行分离的数学模型的建立提出研究方向。     

水力旋流器径向压力分布及能耗分析

水力旋流器内径向压力分布规律可根据对应的切向速度分布规律求出,分别针对准自由涡区和强制涡区的不同特点得到静压力的计算公式.对旋流器内某一典型截面的压力分布的理论值和模拟值进行了比较,并进一步对旋流器内的能耗进行了分析,发现旋流器的内部损耗主要集中在溢流管半径以内的区域.     

聚合物对旋流器内油滴聚结与分离效率的影响

为了研究聚合物对水力旋流器内油滴聚结与分离效率的影响规律,以螺旋导流内锥式旋流器为研究对象,利用群体平衡模型(PBM)方法对不合聚与含聚0.5‰工况下油水两相在旋流器内的速度场、黏度场、油滴聚结、运移特性及分离效率进行数值分析,并通过实验验证.结果 表明:聚合物的加入增大了水相黏度,使油滴在旋流器内最大停留时间与轴向运动距离增加,增加了油滴碰撞聚结的机会,但降低轴心处油滴向上运动的轴向速度,使油滴无法快速从溢流口流出,最终从底流口流出,增加油水分离的难度.与不合聚时相比,含聚0.5‰工况下,轴心处的油滴粒径与含油体积分数较高,但简化分离效率由99.79％降低至94.72％.通过马尔文粒度仪对两种工况下入口与出口的油滴粒径进行测试,含聚0.5‰时溢流与底流口油滴粒径高于不合聚时,验证了模拟的准确性.     

离心泵内大颗粒下运动特性数值模拟与磨损分析

针对离心泵内固液两相流动问题,采用离散模型(DPM),考虑液相与固体颗粒之间相互作用,对离心泵内固液流场中大直径颗粒的粒子运动进行了数值模拟。并对颗粒的运动轨迹、固液两相流磨损进行了进一步的分析。使用UDF文件对颗粒加入Basset力,通过粒子运动轨迹线与恒定非恒定流线的对比,得出了粒子随直径变化对离心泵内流动情况的影响,并在此基础上进行了内部流动对性能的影响以及磨损规律分析。研究结果表明,当粒子直径大于1 mm时,通过使用DPM模型能更准确地获得粒子在泵内的运动情况,颗粒的运动轨迹向叶片工作面偏转较大并且存在多次撞击过程对叶片的磨损程度大,小颗粒易与叶片工作面后端发生撞击,且速度较低,对叶片的冲蚀磨损相对弱些。     

疏浚底泥分离用旋流器的数值模拟与试验研究

提出了一种用于疏浚底泥分离的新型锥形进料体旋流器结构,采用雷诺应力(RSM)湍流模型,应用Fluent软件分别对柱形和锥形进料体旋流器内部的流场进行数值模拟,结论表明锥形进料内流体的轴向速度和切向速度均有所提高,有利于减少短路流,提高分离效率。采用粒子图像测速技术(PIV)对锥形进料体旋流器内部流场进行测试并与模拟结果比较。结果表明模拟值与实测值吻合良好,验证了模拟方法的正确性。     

进液量对气举式同向出流旋流器分离特性影响

为了提高旋流器的分离效率,提出一种气举式同向出流水力旋流器结构,通过注气的方式将旋流器轴心的油核举升至溢流口,加速油核向溢流口方向运动,进而提升旋流器的分离性能。基于雷诺应力模型（Reynolds Stress Model,RSM）与多相流模型（Mixture）,模拟计算了入口进液量对气举式同向出流旋流器分离性能的影响,分析了进液量对旋流器内气核形态、速度场分布以及分离性能的影响规律。数值模拟结果表明：进液量分布在（3.6～8.4）m3/h范围内时,随着进液量的增加,注气口处压力逐渐增大,混合液内各相介质的轴向速度与径向速度均有显著提高,旋流器轴心处的油相体积分数明显增大,旋流器的分离效率从64%增至77.9%。     

内螺旋道式旋流器流场特征及分离性能

针对传统旋流器分级效率低的问题,提出一种内螺旋道旋流器,利用CFD软件进行数值模拟,研究了内螺旋道结构尺寸对旋流器内部流场规律的影响,并通过试验将内螺旋道旋流器与常规旋流器进行了对比验证,模拟结果表明:内螺旋道旋流器的流场静压及轴向速度降低,能量损失减少,颗粒在旋流器内部流场的停留时间增加,切向速度增大,分离效果增强....     

变工况条件下离心风机内气固两相流动的研究

对含尘离心风机内的气固两相流动进行了分析计算,着重研究了变工况条件下,含尘离心风机内粒子的运动规律以及粒子对叶轮的磨损状况,提出了选择含尘风机的理论依据。计算结果表明,恰当地选择含尘风机的运行工况,可以有效地提高风机的使用寿命。     

水力旋流器内单相液体速度场的研究

采用激光多普勒测速原理直接测量了透明旋流器内的流体径向速度分量。通过因次分析方法导出了径向速度雷诺数的经验公式。试验结果表明,Kelsall1952年提出的径向速度分布规律是不正确的。将Stokes定律和BBO方运用于固体颗粒的沉降过程,解释了旋流器内流体的径向速度分量对沉降过程的影响。     

固体颗粒对水力旋流器冲蚀磨损特性的影响

针对工业污水处理系统中水力旋流器壁面的冲蚀磨损问题,采用FLUENT软件中RSM模型和DPM模型模拟水力旋流器内液、固两相流的流动情况,并以Grant和Tabakoff碰撞模型求解器壁冲蚀磨损速率。研究了不同颗粒流速、粒径和质量流量条件下器壁冲蚀磨损规律以及最大冲蚀磨损位置。结果表明:旋流器壁面最大冲蚀磨损率随着颗粒流速的增大而呈指数递增,与质量流量呈正相关关系,但与颗粒粒径呈不完全线性增长关系;旋流器壁面冲蚀磨损率随着颗粒流速、粒径和质量流量的改变而不同,其中颗粒流速变化的影响最大、质量流量次之、粒径的影响最小;固体颗粒碰撞和磨削旋流器壁面而引起局部磨损,并且影响最大冲蚀磨损区域的出现位置。     

污水除油旋流器内流场的CFD模拟

简要地介绍了液-液旋流分离器的工作原理、优点和应用.对旋流器进行几何建模,并对模型进行网格划分和定义边界条件.用计算流体力学CFD数值方法,并采用RSM模型对污水除油旋流器的流场进行了数值模拟.对液-液两相流场进行了研究,得出分离器内部的速度场、压力场、粒子轨迹分布和各相体积分数分布图.初步揭示了液-液两相分离的现象....     

含油污水分离动态旋流器湍流流场特性研究

采用DSM湍流模型对含油污水分离动态旋流器的湍流流场进行了数值模拟。模拟结果表明油污水分离动态旋流器内的流场是三维非对称分布的,分析了湍流流场速度的分布规律,轴向和切向速度的模拟结果和实验结果基本吻合,径向速度的模拟将有助于动态旋流器结构及性能的分析,压力降与入口压力对分离效率的影响都是单独通过转速或流量的变化间接体现的。深入研究动态旋流器湍流流场特性及分离机理,对提高分离效率和结构优化提供了参考。     

疏浚泥泵小流量工况下的PIV试验

疏浚泥泵的性能对泥沙输送管道的效率和安全起着决定性的作用。采用先进的PIV(粒子图像测速法)技术研究小流量工况下泥泵的内部运动规律,得到泥泵内的速度分布,揭示了泥泵内部的流场分布、能量损失、水力效率等现象,表明PIV技术是一种研究泥泵内部流动规律的有效手段,为进一步实现固液两相流研究提供实验依据。     

水力旋流器压力场测试及能耗机理研究

采用高精度动态压力测量仪对不同结构的水力旋流顺压力场进行了测试研究，得到了水力旋流器中压力场的分布规律，探讨了水力旋流器能耗机理并提出了节能的几种途径。