烟气轮机内不同粒径颗粒运动规律的数值研究

基于欧拉-拉格朗日模型,对催化裂化烟气轮机内部气固两相流动特性进行数值研究;采用k-ε湍流模型和离散相模型对不同粒径颗粒在烟气轮机内的运行规律进行模拟。结果表明:烟气流道内气相速度和压力的分布是导致固相颗粒与叶片表面发生碰撞和沉积的主导因素;在动叶压力面内,粒径大于5μm的颗粒更容易与叶片表面发生碰撞,且随着粒径的增大颗粒更倾向于和叶片底部发生碰撞。     

灰斗抽气对旋风分离器分离性能影响数值模拟研究

 利用计算流体动力学软件FLUENT对旋风分离器内气固两相流动特性进行三维数值模拟,模拟气相流场采用雷诺应力模型,应用随机轨道模型模拟湍流流场中颗粒的运动轨迹,同时给出了不同抽气率下旋风分离器的速度、压力分布,计算出旋风器分级效率,模拟结果与文献实验数据吻合较好.结果表明,灰斗抽气可以提高锥体内旋转气流切向速度,轴向速度减少能够降低气流携带颗粒返混能力,并减小排气芯管下口短路流,提高旋风分离器分离效率.对于给定的旋风分离器,抽气率应有一最优值.     

煤粉气-固两相流的超声衰减特性

以颗粒相在整个检测空间内均匀分布为前提,采用McClements理论和Bouguer-Lambert-Beer定律共同描述煤粉气-固两相流中超声衰减特性,建立超声衰减系数与气-固两相流相关参数的理论关系,通过数值模拟,分析超声衰减随着颗粒相体积分数、超声频率、颗粒粒径变化的规律。结果表明,超声频率越高衰减系数越大;声衰减系数随着颗粒相体积分数的增大线性递增;选用某固定频率检测,测得2个体积分数下的声衰减系数即可确定衰减-体积分数曲线斜率,从而实现任意衰减系数对应的颗粒相体积分数测量;在相同的体积分数下,煤粉颗粒粒径为10～200μm,声衰减系数随着颗粒粒径的增大单调递减,当煤粉颗粒粒径大于200μm时,声衰减系数对煤粉颗粒粒径不再敏感。     

粒径分布对循环床内颗粒速度分布的影响

利用激光相位多普勒粒子分析仪（PDPA），在截面尺寸为100mm×15mm的二维循环流化床实验装置上测量比较了平均粒径基本相同的3种不同粒径分布的玻璃珠颗粒在相同操作气速下的颗粒时均速度、脉动速度与数量密度的截面分布特性；初步考察了粒径分布对气固并流上行两相湍流流动行为的影响问题。     

采出液中固相颗粒对三相分离器性能的影响

为研究采出液中固相颗粒对气液固三相分离器性能的影响,基于计算流体力学软件Fluent,模拟分析三元驱采出液内所含的固相颗粒粒度及含量变化对三相分离旋流器处理固相体积分数分布、速度场和除砂分离效果的影响。结果表明:入口固相颗粒粒度变化对其径向速度影响较大,呈线性影响关系,颗粒粒径越大,流向旋流器器壁的径向速度越大,粒径不同对切向速度和轴向速度影响较小;固相含量增加,旋流器固相质量分离效率呈先增大后减小的趋势。     

CFD-DEM模拟气固两相在陶瓷膜内的流动特性

针对多孔陶瓷膜内复杂的气固两相流动体系,首先用颗粒随机堆积方法对多孔陶瓷几何结构进行了构建.随后采用计算流体力学(CFD)描述气相的流动传递行为;采用离散单元法(DEM)描述颗粒相运动轨迹.模拟结果揭示了滤饼层在膜表面的形成过程,以及压降和粉尘去除率随滤饼层和过滤速度的演变情况.此外,还考察了系统压降随粉尘颗粒恢复系数的变化情况,当恢复系数为0.3时,系统压降存在一个相对较高值.该方法可以为除尘过程中粉尘颗粒在微孔尺度中的传递过程提供精确描述.     

低温液体传输中夹带固态颗粒的流动特性研究

针对低温液体传输中夹带固态颗粒的流动属于低浓度固液两相流,且存在流道和部件动静干涉的特点,建立了低温流体传输管路中的固液两相流模型,并模拟研究了低温液体传输中夹带固态颗粒时不同传输压力、传输速度以及固体颗粒浓度下,传输管路的压力场、速度场以及固体颗粒的分布。     

O-Sepa选粉机蜗壳结构对分级性能的影响

为了给O-Sepa选粉机的分级区提供稳定的流场,提高分级效率,设计一种含导流叶片的蜗壳;采用重整化群k-ε湍流模型和离散相模型分别对O-Sepa选粉机的气相流场和气-固两相流场进行数值模拟,对比3种蜗壳的压力场、速度场、颗粒运动轨迹和分级效率。结果表明,含导流叶片的蜗壳比传统蜗壳和等进风面积蜗壳更节能,能为分级区提供更稳定的速度,颗粒的运动轨迹更顺畅,具有较高的分级效率,有效地提高了选粉机的分级性能。     

高压磨料水射流过程流场压力场数值模拟

利用计算流体力学方法对高压磨料水射流过程进行了数值模拟。应用拉格朗日随机轨道模型对固体颗粒的运动轨迹进行数值模拟,采用标准湍流模型对连续相流动进行数值模拟,得到连续相速度场和压力场分布。结果表明,颗粒直径是射流过程主要影响因素,改变系统压力和喷射靶距,可以为高压磨料水射流过程的研究提供有意义的途径。     

街道峡谷内细微颗粒物扩散特性的DPM数值模拟

应用离散相模型(DPM)对城市中典型的街道峡谷内细微颗粒污染物浓度场进行了模拟,计算湍流模型选择标准k-ε双方程模型.计算结果表明,城市风场作用于街谷内导致涡旋流动,进而影响颗粒物的扩散分布.背风侧壁面颗粒物的浓度场呈现明显的"爬墙效应".不同几何结构影响颗粒物的浓度场,递增型街谷模型更有利于颗粒污染物的扩散.     

小麦颗粒弯管流动特性数值模拟研究

目的 为研究小麦颗粒在弯管处的气力输送的特性。方法 以欧拉-欧拉双流体模型为基础,结合壁面碰撞摩擦模型、颗粒动理学的固体应力和Gidaspow曳力模型构建出小麦颗粒在弯管处的气力输送模型,采用FLUENT对弯管处小麦颗粒气力输送过程进行数值模拟,分析小麦颗粒在流经弯管过程中及弯管后直管中的小麦颗粒密度分布、气固两相速度、小麦颗粒与壁面剪切力和颗粒相湍动能。结果 经过仿真分析和实验验证,小麦颗粒在流经弯管过程中,其颗粒相体积分数、气固两相速度、颗粒和壁面剪切力以及颗粒相湍动能4个方面随着流入弯管的角度变化而改变;由于颗粒-颗粒、颗粒-管壁之间的碰撞摩擦,小麦颗粒在流出弯管后随着输送距离的增大其各项参数逐渐减缓。结论 采用FLUENT软件进行仿真得到了弯管内小麦颗粒的流动特性,并通过实验验证了仿真的可靠性。此次研究结合气固两相理论,为弯管气力输送设计的研发和优化提供了理论基础。     

室内颗粒浓度分布的数值模拟

针对洁净室内气、固两相湍流运动,在不同送风条件下,采用离散相模型DPM对某6级洁净厂房进行数值模拟,得出室内工作区颗粒浓度分布情况。通过对结果的分析发现,合理的送风速度可以给工作区带来更好的洁净效果。     

分解炉内气固两相流场不同模型模拟结果分析

针对某高性能水泥分解炉的实际尺寸，分别采用Eulerian模型、mixture模型和离散相模型模拟了炉内气固两相三维流场，结果显示Eulerian(mixture)模型模拟所得炉内速度、压力、温度场以及固相体积分数梯度结果整体上优于其它模型，其流动趋势和规律与该分解炉的优质性能定性符合．     

粉体在袋装充填过程中的扬尘规律

目的在不同充填高度下探究粉体扬尘的影响因素和分布规律。方法基于气固耦合机理,分析粉体在袋装充填时与空气的相互作用。采用Fluent软件,选择κ-ε湍流模型与离散相模型模拟粉体下落扬尘过程。将颗粒浓度、空气流速和颗粒追踪占比3项作为分析依据,确定粉体充填的合理高度。结果扬尘主要由卷吸空气引起,在粉袋内颗粒会产生大量回流;粉体距袋口80~480 mm时充填扬尘量最小。结论通过改变袋装充填的充填高度能有效减少粉尘的产生。     

大涡模拟在旋流沉砂池中的应用研究

旋流沉砂池内高浓度砂石废水的大涡模拟研究,不仅可以揭示旋流沉砂池内复杂流态的瞬时演变,而且能够实现水电工程砂石系统生产废水的达标处理,具有重要的理论与环保意义。该文采用分子动理学方法,从颗粒间相互作用的微观特性角度出发,得到了合理描述高浓度下颗粒间碰撞项的耦合VOF(Volume of Fluid)法的LES-Lagrangian高浓度气-液-固多相流大涡数学模型,亚格子应力采用Smagorinsky亚格子模型封闭,并运用滑移网格技术实现旋流沉砂池内桨叶转动区域的模拟。对西南某水电工程砂石废水处理小试试验的二级旋流沉砂池内湍流场瞬时变化进行了精细模拟;实现了对旋流沉砂池的自由液面以及砂石颗粒运动轨迹的追踪;并讨论了搅拌桨转速对旋流沉砂池内水相、颗粒相的影响,得出旋流沉砂池的最佳桨叶转速为30r/min。同时,将大涡模拟与雷诺时均紊流模型进行了比较,表明大涡模拟可以揭示更为精细的湍流涡结构演变。     

粮食颗粒群密相变径气力输送的流动特性

针对稀相气力输送能耗和粉料破碎率高以及稳定性差等缺陷,在计算流体力学软件FLUENT上,选择Euler双流体模型与k-ε湍流模型对粮食颗粒在水平变径管内的密相流体输送进行数值模拟,并将仿真数据与实验结果相论证。发现湍流对两相流动过程中的稳定性有较大影响;分析管道内颗粒浓度、输送气体速度和压力损失随管道长度的变化规律,探讨密相气力输送主要参数间的影响关系,得出气流速度、压力损失会随着变径长度的增大分别下降15%、20%。     

有机粉尘爆炸的数值模拟

介绍了有机粉尘爆炸的数学模型 ,并分别对 12m3圆筒形容器内的淀粉爆炸和长管中的煤粉爆炸进行了数值模拟。两相流模型采用欧拉 -拉格朗日模型 ,用拉格朗日坐标追踪颗粒的轨迹 ,采用这种方法可以很好地考虑颗粒的粒径分布。用k -ε模型模拟气相湍流 ,颗粒的脉动由周围气相的随机脉动求得。在燃烧模型中 ,考虑了水分的蒸发、挥发分的挥发、气相反应和颗粒的表面反应。方程的求解采用了算子分裂方法和FCT格式。上述有机粉尘爆炸模型是一种通用的模型 ,既能模拟粉尘 /空气混合物在低马赫数下的爆燃 ,也能模拟激波和爆轰。数值模拟结果与前人的实验结果进行了部分对比 ,二者相符得较好     

图像处理技术在低浓度气固两相流测量中的应用

利用高速相机对分叉管道内低浓度的气固两相流动进行了图像采集。通过Madab的图像处理技术分析得到某时刻二维平面上固体颗粒的粒度分布,并且得到该面上不同量级粒子的个数,以及利用图像处理的重叠技术,分析得到固体颗粒与壁面碰撞前后的运动轨迹。为今后进一步研究管道内气固两相流动的运动规律提供参考。     

基于数值模拟方法的循环流化床的颗粒特性分析

主要采用数值模拟的方法,以一台75t/h级额定蒸发量为90t/h次高压,自然循环、单炉膛、平衡通风、半露天布置、全钢架悬吊结构,燃料发热量为3000大卡,燃料采用混煤(50%)和煤泥(50%)混合燃烧,固态排渣,配国产15MW抽凝式汽轮发电机组的循环流化床锅炉为研究对象,从判断高浓度颗粒相的方法、高浓度气固流动的数值研究以及气固两相间的耦合三方面出发,对其高浓度颗粒相进行模拟分析,以得到循环流化床的浓相气固两相流动特性。     

循环流化床锅炉循环回路的数值模拟与仿真

为研究循环流化床锅炉循环回路内的流动特性并提高燃料利用率,建立锅炉循环回路三维模型,并结合质量守恒方程和流动介质运动方程进行气-固两相流数值模拟与仿真分析。通过对横截面内固相含量分布云图的观察与剖析,得到了固相在炉膛内的分布规律。通过对不同截面固相体积分数的计算,获得了炉膛内轴向方向上固相的变化规律。对不同时间段炉膛内的压强进行计算,得到了炉膛内压强随时间变化的规律。通过分析速度矢量图,得到了炉膛内速度在空间上的分布规律。研究结果为循环流化床锅炉的改进设计和提高热利用率提供有利的借鉴。