气液两相流在文丘里管内的流动压降特性研究

本文选用数值模拟方法对文丘里管内气相与液相的混合流体的流动进行模拟。选取收缩管段的四个截面来分析文丘里管的压强变化情况,得到文丘里管内的气液两相混合流体的流场分布以及流量、气液比、收缩管长对压降的影响。     

文丘里管流场的数值研究

文丘里管流量计以其结构简单、适用工况范围广、易于实时监控等优点在诸如煤气、电力、水泥等众多能源动力工业领域被广泛的应用，随着工业信息化技术的飞速发展，人们对其测量精度、实时监控等性能提出了越来越高的要求，许多单位和学者对其进行了深入的研究。目前，还主要停留在针对某一具体的流量计通过试验及经验公式标定其流量修正系数的水平上，对文丘里管的流场缺乏全面的研究，     

文丘里管空化器内空泡动力学特性的数值模拟

研究了文丘里管空化发生器内空泡的成长、溃灭特性,根据基本的R-P空泡运动方程,考虑了液体粘性、表面张力和可压缩性等因素的影响,运用四阶Runge-Kutta法对空泡径向非线性运动方程进行求解,得到空泡径向演变过程以及溃灭压力的变化趋势.讨论了初始汽泡半径、入口压力和文丘里管的喉径比等因素对空泡演变过程的影响.结果表明,流体的可压缩性对空泡溃灭的影响最大;空化发生器结构参数以及操作参数均对空泡运动特性产生影响,从而影响空化强度.所得结果对空化流场中空化泡演变规律的研究以及水力空化发生器的设计具有指导意义.     

文丘里喷雾器数值模拟的研究进展

文丘里喷雾器作为工业上一种重要的除尘传质设备,因其传质效率大大优于传统的传质混合设备,所以其越来越受到人们的关注.针对文丘里喷雾器雾化效果的特点,从数值模型角度综述了文丘里喷雾器的研究进展,其中VOF模型主要适用于喷雾器的初次雾化过程,DPM模型需要人为设定雾化初始颗粒的大小及分布,其分布函数一般为半经验半理论的分布函...     

提高文丘里水膜除尘器除尘效率可能途径探讨

介绍了文丘里水膜除尘器应用和除尘性能研究现状,结合近期对某厂除尘器实测和实验结果,讨论了影响该类除尘器除尘效率进一步提高的主要因素。提出了提高文丘里水膜除尘器除尘效率的可能途径,认为继续进行提高文丘里除尘器除尘效率的研究具有现实意义。     

文丘里型液液喷射反应器结构的研究

介绍了文丘里喷射器的研究情况和进展,为了进一步优化反应器结构,达到最佳湍动效果,对喷射反应器内的湍流混合情况进行了模拟计算和分析。文中采用计算机模拟的方法,选择酸碱快速中和反应,应用计算流体力学ANSYS中的CFX软件,分析了文丘里型液液喷射反应器的结构尺寸(进口直径、混合室长度),对反应器内部流动混合性能的影响规律。结果发现,并不是进口直径越大,混合的效果越好。存在最优直径比,混合室的长度也有最佳值,以达到混合湍动区域最大,湍动效果最好的目的。     

文丘里管内油水两相流截面持水率变化特性研究

现阶段基于文丘里流量计进行的多相流研究主要集中在气液两相流,针对液液两相流的研究很少,因此研究文丘里流量计内的液液两相流动规律具有重要意义.本文使用ICEM建立合适的物理模型并网格划分,利用Fluent流体仿真软件对不同流量、不同含水率下的流体进行数值模拟,分析比较数值模拟与理论计算之间的差别.结果表明,随着入口含水率...     

基于文丘里喷嘴对滤芯反吹效果影响的数值模拟研究

本文采用数值仿真的方法,模拟了气体经过文丘里喷嘴提速后对4 m长滤芯的反吹效果。分别研究了入口气速以及文丘里喷嘴的结构对滤芯反吹效果的影响。模拟结果为：反吹气体经过文丘里的提速,在喉管处的速度达到峰值,是入口速度的3.75倍。另外,在一定的范围内,喉管直径越小,反吹气在文丘里喉管处的峰值越大;喉管长度越短,反吹气体的喷吹范围越远;入口锥角越小,反吹气体的喷吹范围越远;出口卷边的半径越小,喷吹气体在一定的范围内速度衰减越慢;而入口处是否有直边、喉管段的长度对滤芯的喷吹性能影响不大。     

文丘里管式空化器的数值模拟

水利空化是一个较复杂的过程,反应过程中会受到工作环境、仪器设备各项参数、液体的状态等因素的影响。针对基于水力空化相关原理及文丘里管的特性,利用Fluent模拟软件建立了模拟模型,考察了文丘里管空化装置入口压力、喉部直径、入口角度及入口直径等参数对空化效果的影响,得到了各个因素的影响规律及优化条件,确定了空化效果最好的空化器,为同类空化器的实际应用提供了较好的理论基础和借鉴。     

闪蒸干燥器气相流场的模拟研究

针对目前旋流闪蒸干燥器的气相流场存在的一些问题,应用FLUENT6．0软件进行模拟,对平底、带叶片的旋流闪蒸干燥器的气相流场分布进行数值模拟和实验研究。并用实验数据对模拟结果进行了验证,取得了很好的一致性。同时,针对带气体分布器的闪蒸干燥器进行了模拟研究,分别对圆管形、圆锥形、方管形分布器进行模拟分析。结果表明,方管形干燥器能够使切向速度分布更加均匀,从而提高干燥能力。     

两种旋流板分离器压降和分离性能的对比

对φ300 mm的单程和双程旋流板分离器的压降和分离效率进行了测量分析.相对于单程旋流板分离器,双程旋流板分离器的减阻幅度为12.8%.双程旋流板分离器适应的气速范围大幅度提高,穿孔气速、喷淋密度对其分离效率和带出量影响均不大,在实验气速范围内,分离效率在99.9%以上.与单程旋流板分离器相比,当穿孔气速约从10 m/s增大到17 m/s时,双程分离器的带出量下降了72.7%到96.3%.分析认为,双程旋流板分离器压降的减小和分离性能的提高是其切向速度的增大、立面上大部分区域涡环的消除及分离距离缩短综合作用的结果.     

输气站场多管旋风分离器流场分析

为了系统评价输气站场用多管导叶式旋风分离器的分离性能,模拟计算了入口速度7~27 m/s、颗粒密度1000~5000 kg/m3、颗粒浓度2.5~2500 g/m3、操作压力1~5 MPa条件下21管旋风分离器的分离效率和压降. 结果表明,多管旋风分离器的压降主要来自单管压降,约占整个压降的80%~90%,旋风子单独使用和并联使用时其流场分布规律相同,沿轴向对称分布,中心涡核处压力最低;分离效率和压降均随入口速度增大而增加,粒径为1~10 mm的固体颗粒分离效率从30.57%增加到63.86%,压降从9053 Pa增加到116864 Pa,在入口速度7~27 m/s范围内基本能除尽粒径大于6 mm的颗粒;随颗粒密度增加,分离效率增大,压降几乎不变;操作压力增大分离效率降低,而压降略增加. 各单管间进气量波动均不超过5%.     

G-LISR不同气相入口流速对流场特性的影响

为了提高气液撞击流反应器(G-LISR)的混合性能,找到合适气相入口速度的操作参数,采用ANSYS Workbench中的Geometry模块,基于欧拉·拉格朗日法建立G-LISR气液两相流动数学模型。在加速管对置距离为400mm,液相入口速度为5m/s,三种不同的气相入口速度(10,15,20m/s)条件下,用数值模拟软件Fluent分析模拟出了不同气相入口流速下反应器内流场的分布特征。模拟结果表明:随着气相入口初始流速的增大,反应器内湍流强度有所增加,在压力波动最为剧烈的撞击面中心点处,压力急剧增大。增大气相初始流速,将降低反应器中的液滴的浓度分布,减少了液相在反应器中的停留时间。从能量损耗和气液两相在反应器中的混合效果来看,气相初始流速不宜过大,10m/s为较佳。     

不同出口结构卧式超短快分内部气相流场

采用五孔探针对4种不同出口结构的卧式超短快分的内部流场进行测定。结果表明,在快分入口气速为13.12~20.87 m/s时,靠近中心管的切向气速较高,靠近快分壳体的切向气速较低。快分的出口宽度越大,同一径向位置切向速度越大,径向速度越小。通过气量衡算发现,经由第一条窄缝排出的气量最少,不同出口结构的快分中由中心管下方空间绕转回分离器出口处的循环气量约占分离器内总气量的60%。在同一入口气速下,快分固相出口面积越大的分离器,出口处的切向速度就越大。增大快分入口气速至20.87 m/s,快分入口颗粒浓度为91.81 g/m~3时,无因次出口宽度为0.599型快分的分离效率最高,为81.6%。当无因次出口宽度为0.344时,快分的分离效率显著降低,快分内的压降增大。     

注气对油水分离水力旋流器流场影响模拟分析

采用雷诺应力湍流模型、混合模型和离散相模型对注气型油水分离水力旋流器进行数值模拟,得到其内部流场的速度分布和油滴粒子运动轨迹,分析对比了注气前后进口流量、分流比和充气量对分离效率的影响,数值计算结果与文献实验值进行了比较。结果表明,充气后流场速度增加,油滴粒子逃逸时间缩短,旋流器分离效率提高5%~10%,在一定条件下气浮对旋流分离起到强化作用。     

Investigation on Separation Efficiency in Supersonic Separator with Gas-Droplet Flow Based on DPM Approach

Supersonic separator is a new technology based on the adiabatic expansion of swirling gas flow, and at present it has demonstrated great application potential in separating and processing droplet liquid contained in natural gas. However, its coefficient of performance is still low and there seems to be a large gap in the method that evaluates the separation efficiency in a satisfactory manner. In order to promote the wide application of this technology in the dehydration field, it is necessary to find a new and feasible approach that can be used to predict the flow characteristic and separation performance inside a supersonic separator. In this paper, a comprehensive three-dimensional fluid numerical model to study the flow behavior and separation efficiency in a supersonic separator was established coupled with the discrete particle model (DPM). The mixture of air and water droplets was chosen as working fluid. The gas phase was modeled with compressible Navier–Stokes equations for two-phase flow and the RSM turbulence model was taken into account. The droplet phase was modeled with the discrete particle model (DPM), in which the droplets are assumed to have the same sphere shape and ignore the phase transition and nucleation process. A pilot test facility was carried out to validate the numerical model. The experimental results not only indicate that the new dehydration device can efficiently separate the liquid droplets from wet gas, but also prove that the numerical results were great agreements with the experimental results. Furthermore, based on the proposed numerical approach, the gas-droplet turbulent flow structures were predicted, the effects of different structure parameters and operation conditions on the separation efficiency were also investigated. The current works settle a foundation for further explorations on the supersonic gas–liquid separation flows inside a supersonic separator as well as the possible new applications.     

高效空气过滤器内部气相流场的数值研究

利用计算流体力学（Computational fluid dynamics．CFD）对三维交错排列的高效空气过滤器内部气相流场的特性进行数值研究,计算了不同迎面风速下过滤器的阻力和纤维的阻力系数,并将数值预测值与文献中经验公式预测值进行比较。结果表明：从过滤器入口的第一排纤维到最后一排纤维之间的流场呈周期性变化;过滤器阻力随着迎面风速的增加呈线性增加,与其它经验模型比较,过滤器阻力的数值预测值与Davies的实验关联式吻合较好;过滤器内部纤维的阻力系数随雷诺数的增加而减小,阻力系数的数值预测值和其他的经验公式预测值和理论计算值吻合较好。     

旋风分离器两相流研究综述

综述了旋风分离器内部流场、颗粒运动和数值计算模型的理论研究发展历程。     

丙烯腈装置气液分离器的出口结构

气液分离器是丙烯腈生产装置的关键设备之一,用于除去气体产品中的酸雾. 分离器的出口结构是影响分离效率的关键因素之一. 本研究借助通用流体分析软件PHOENICS对气液分离器内流场进行了分析,结果发现,增大液滴向器壁运动机会和减弱二次夹带效应均有利于提高分离效率. 基于此原则,对气体出口结构进行了优化实验,并提出了最佳的分离器双层套筒出口结构. 这种结构与其他几种结构相比除雾效果更佳,不管在低空速还是高空速下都能保持较高的除雾效率,操作弹性较好. 工业应用也表明,采用双层套筒出口结构的气液分离器具有较高的除酸雾效果,优于原分离器.