棒式文丘里除尘器气液两相流阻力特性

为了掌握棒式文丘里除尘器内气液两相流的阻力特性,基于多相流理论,建立其三维CFD模型,研究分析棒间距、除尘风量和液气比对棒式文丘里除尘器阻力特性的影响,并建立了阻力预测公式以及三者之间的关系式.结果表明：文丘里棒层与下筒体的压力损失随着棒间距的减小和风量的增大呈幂指数关系增大,随着液气比的增大呈近线性增大;上筒体的压力损失与风量呈近平方关系;通过与实验数据对比,关系式最大误差为16.88%,验证了其有效性.     

机械搅拌反应器内气体分布的数值模拟

机械搅拌反应器内通常包含气、液、固等多相体系,利用计算流体力学方法针对其内部复杂物料运动的模拟近年来取得了很大进展。欧拉双流体模型被用来模拟一种装配Rushton型叶轮机械搅拌反应器内包含气泡的气液两相流,并通过不同的相间力模型及自定义湍流子模型描述槽内气泡复杂运动。分析了不同曳力、气泡诱导湍流、升力、湍流分散力等模型在模拟气泡分布时的效果,并将模拟结果与Barigou和Greaves的试验结果进行比较。结果表明,提出的模拟方法在机械搅拌反应器模拟中能够得到准确的气体分布结果。     

R形文丘里管洗涤器、环缝洗涤器的耐磨性能分析

简要介绍了文丘里管洗涤器和环缝洗涤器的特点和使用情况,着重对这两种洗涤器的耐磨性能进行比较并就两者从设计、结构、材质以及加工等影响性能的因素作了分析.     

新型中温气-气板式换热器的数值模拟

应用Fluent软件对板间距为15mm的气-气板式换热器进行了数值模拟研究,得出了Nu、Re、Pr之间的函数方程式,模拟结果与实际测量结果吻合较好,为板式换热器的设计提供了理论依据。     

加压釜搅拌槽气液两相流动的数值模拟

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent,对某冶炼厂现有搅拌器和优化后搅拌器搅拌槽内的气液两相流动和混合进行了数值模拟,对比了两种搅拌器搅拌槽内的速度分布、局部气含率和搅拌功率。计算结果表明,优化后的搅拌器搅拌混合效果和气体分散优于现有搅拌器,且搅拌功率基本不变。     

基于数值模拟的气液相界面积计算方法

相界面积对气液两相流中传热、传质、物理化学反应等动力学过程影响重大.为获取这一参数,提出一种根据两相流数值模拟结果计算相界面积的方法.此方法借鉴分段线性重构界面的思想,在各网格单元内以平面近似真实相界曲面,根据目标流体的体积分数及其梯度向量将网格内相界面形貌归为五类,进而采用不同的方法分别计算各类相界面的面积.在铜转炉熔池内两相流数值模拟结果分析中的应用效果表明:该方法能有效提取两相流体系中任意区域的相界面积,从而为体系动力学特征的定量分析提供依据.利用相界面积数据,进一步计算了氧气利用率并识别出熔池内‘高效反应区’,计算和识别结果与工程实际吻合,证实了该方法的准确性.     

环缝洗涤器内气液两相流的数值模拟

针对环缝洗涤器内的复杂两相流建立了三维物理和数学模型,通过现场测试的数据对其进行了验证。在此基础上针对多种工况进行了大量的数值模拟,绘制了不同煤气流量、不同环缝行程以及不同水气比条件下环缝洗涤器内多相流的压力损失曲线,揭示了环缝洗涤器内两相流场特性和各个影响因素对压降的影响程度,在此基础上给出了优化建议。     

钢铁冶炼过程中气液两相流动数值模拟进展

从高炉炼铁、铁水预处理、转炉/电弧炉炼钢、炉外精炼和连铸等装置和工序角度,考虑钢铁冶炼特征,简要介绍钢铁冶炼过程中气液相界面输运行为的一般特征和数学模型,全面评述钢铁冶炼过程中气液两相流数值模拟国内外研究现状,并对今后的研究方向进行展望。     

喷粉透气砖狭缝内气--固两相流动数值模拟

狭缝型喷粉透气砖是铁水底喷粉脱硫预处理工艺重要功能性元件,对底喷粉脱硫工艺的顺利实施影响重大.结合实际应用情况,基于欧拉-欧拉双流体和颗粒动力学理论,对喷粉透气砖狭缝内气-固两相流进行了三维数值模拟,得到狭缝内的流场、压力场和颗粒相体积分数场分布.喷粉透气砖狭缝内颗粒相体积分数非均匀段长度一般为250 mm,加速段长度一般小于250 mm,在颗粒直径为20μm时单缝内的压降最大,为2350 Pa.工业试验结果表明,底喷粉工艺脱硫效率比同类型顶喷粉工艺提高15%以上.     

π型向心径向流吸附器气-固两相模型传热传质特性

为了明确径向流吸附器变压吸附制氧的传热传质规律并提高制氧效率,建立π型向心径向流吸附器(CP-πRFA)的气固耦合两相吸附模型,通过计算流体力学方法对能量模型、吸附热以及颗粒尺寸等因素进行了数值模拟.结果表明:单相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为309.19 K和311.63 K,氧气摩尔分数最高值分别为55.66%和62.65%;同等条件下两相模型在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.27 K和305.29 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%.未考虑吸附热的加压过程和吸附过程床层内最高温度分别为293.5 K和293.9 K,氧气摩尔分数最高值分别为59.25%和72.18%;同等条件下考虑吸附热时在加压过程和吸附过程中床层内最高温度分别为302.3 K和305.3 K,氧气摩尔分数最高值分别为57.51%和66.02%.随着颗粒直径的增加,出口产品气的氧气摩尔分数逐渐下降,同时产品气流量与回收率逐渐增加,颗粒直径1.6 mm为最佳吸附剂颗粒直径.本实验获得了吸附器内部传热传质规律,为CP-πRFA用于变压吸附制氧提供重要的技术参考.     

双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽气液分散特性的数值模拟

采用基于气泡聚并和破碎机理的群体平衡(PBM-MUSIG)模型,对双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽内的气液分散特性进行了数值模拟;考察了不同通气量和操作转速下气液搅拌槽内流体流动,局部气含率和气泡尺寸的分布规律.模拟结果表明:通气工况下搅拌槽内的液相流场具有双循环流动形式;采用PBM-MUSIG模型预测的局部气含率分布与文献实验数据吻合较好;搅拌槽内气泡尺寸随转速增加而减小,随气量增加而增大;桨叶排出流区域内气泡尺寸较小,近壁区和循环区内气泡尺寸较大.     

铅精矿侧吹熔炼气-液多相流动过程数值模拟

铅精矿富氧侧吹熔池熔炼技术具备原料适用范围广、炉体使用寿命长、废热废料利用率高、热量有效利用率高等诸多特点,在炼铅工艺中占有重要地位。基于VOF多相流模型与Realizable k?ε湍流模型建立了侧吹炉内的多相湍流流动过程数值仿真模型,并利用物理模型对仿真可靠性进行了验证。模拟研究了喷枪喷气速度、喷嘴排布方式以及渣液位高度对熔池搅拌效果的影响,确定了喷枪结构不变的情况下,最佳的工艺条件为喷枪喷气速度100~150 m/s、渣液位高度1.6~1.7 m。     

直套管型自身预热式辐射管数值模拟

建立了直套管型自身预热式辐射管的三维传热过程物理数学模型,并采用FLUENT软件对辐射管的温度场进行了数值模拟。结果表明：随着燃料喷射速度的提高和二次空气量的加大,外壁整体温度升高,辐射管的加热能力增强。较长的内衬管可以更好地导流烟气,保护辐射管外壁,增强辐射管表面温度的均匀性。燃料沿轴向喷入时,火焰长度较长,炯气高温区域较大,有利于辐射管温度均匀性的提高,     

开槽阳极对铝电解气液两相流及气泡分布特性影响的数值模拟

基于计算流体动力学原理,建立了全尺度三阳极铝电解槽内气液两相流三维CFD-PBM耦合计算模型,采用Grace曳力系数模型和Simonin湍流扩散力模型分别计算气液相间曳力和湍流扩散力,研究和讨论了开槽阳极对阳极底掌区域内气液两相流体流动及气泡分布特性的影响。结果表明,电解质流场预测结果与文献测试结果吻合良好;对阳极进行开槽可明显加快气泡的逸出方式,从而改变电解质流场和气体体积分数分布;长度方向开槽可明显降低气体体积分数和减小气泡索特平均直径。     

320m~3充气机械搅拌式浮选机内气液两相流的数值模拟

随着经济发展对矿产资源需求的不断增长,大型浮选机以其高效率和低能耗优势已成为国际潮流;作为辅助设计和效能评估的重要工具,CFD技术已成为进行大型浮选机研究、设计的关键技术手段之一。本文利用CFD技术针对320 m3充气机械搅拌式浮选机槽内气液两相流进行仿真计算,在确定合适模型的情况下,将得到的气、液流场、液面气液流速、叶轮功耗等在浮选机工业清水试验中较为重要的参数与工业试验所得的数据进行对比。结果表明,所选用的数学模型可以较准确地描述浮选机槽内气液流场,可以为浮选机的设计、改进提供依据。     

调径文氏管气液耦合数值模拟优化

调径文士管是转炉烟气净化回收中的关键设备。以工程实际尺寸为根据,利用Pro/E对调径文士管进行三维建模。以优化设计的结构为基础,针对文士管内气液耦合作业工况,利用CFD软件数值模拟实际工况下连续相烟气与离散相水滴在调径文氏管内相互耦合情况,分析不同水气比工况下,轴向喷水与径向喷水模式的压力损失与液滴加速情况。得出轴向喷水与径向喷水系统的水气比量与能耗,对文士管内喷水结构进行优化以达到最佳节水除尘效果。     

不同排列双圆柱气液两相绕流数值模拟

在一定的来流速度下,采用有限容积法计算了不同含气率、不同来流速度与双圆柱圆心连线角度情况下,整个流场的变化.夹角选取为α=90°(并列)、60°、45°、30°、0°(串列).结果表明:当α=90°(并列)时,两圆柱后产生稳定的同步反相旋涡脱落.随着夹角的减小,两柱之间产生了强大的排斥力,上游圆柱振动受到抑制,尾涡的长度变短.当夹角α=0°时,上游圆柱涡脱落得到了有效的抑制,没有稳定涡街生成,升力系数的脉动值趋于零;上游圆柱脉动升力系数最大值出现在α=90°,最小值出现在α=0°.研究还发现,上游圆柱的脉动升力系数并不是随着夹角减小而顺次减小;上游圆柱脉动升力系数绝对值随含气率的增大而减小.     

孔排射流冲击换热过程数值模拟研究及结构优化

运用数值仿真技术对带钢连续热处理快速冷却过程中的孔排射流冲击换热进行了三维数值模拟,主要研究了几何参数对射流冲击传热特性的影响规律。在研究的参数范围内,获得了孔排射流冲击换热装置的最优结构。分析表明:展向孔间距S2的影响最为显著,其次是流向孔间距S1,板间距H的影响作用最小。     

喷吹铁水脱硫过程中气液两相数值模拟研究

通过运用流体力学原理,对采用锥形喷枪脱硫在喷吹过程中铁水包内气液两相的流动进行数值模拟。对于喷枪距离铁水包底不同位置时,比较分析其内部的压力场、速度场和气体体积分布。通过研究,优化了喷枪在铁水包中的位置,为提高脱硫效果,现场操作喷枪位置提供了理论支持。