碟式离心机内流场及固液两相分离过程的研究

以碟式离心机为研究对象,建立了其转鼓内20层碟片间隙以及沉渣区域的三维物理模型,用流体分析软件FLUENT对转鼓内固液两相分离过程进行了数值模拟,并进行了分离效果的试验验证。结果显示,周向速度上,固液两相速度基本相同,在碟片间隙液体相对碟片滞后小,转鼓沉渣区域液体运动相对转鼓滞后较大,且滞后程度随转鼓转速的增加而增加;固液两相在径向上存在速度差;模拟得到的转鼓内最大离心液压比理论计算得到的结果小;碟片进料颗粒浓度逐层降低,碟片排液口浓度也逐层减小;在碟片进料孔附近会出现进料分布不均的现象;两相分离效率随着转鼓转速增加而提高;试验测得的分离效果与模拟结果较为吻合。研究结果对碟式离心机转鼓的有限元分析以及分离过程的优化具有指导意义。     

碟片间距对碟式离心机性能的影响

碟式离心机因在其转鼓内增设了一组碟片,沉降面积增大,颗粒所需沉降距离减小,分离性能显著提高。然而,多层碟片产生的多层薄层流动效应会影响碟片间的流动,导致各层碟片间的进料量和进料浓度不同,从而产生分离的短板。为了研究碟片间距对碟式离心机性能的影响,通过试验和CFD模拟分析了不同碟片间距下碟式离心机各碟片间的两相流动情况。结果表明:当碟片间距适当时,各层碟片间隙进、出口处的流量与浓度分配相对均匀,碟式离心机分离效率最好;当碟片间距偏大或偏小时,都不利于碟片间隙内颗粒的离心沉降过程。该研究对抑制碟式离心机分离过程的短板问题、提高分离性能具有重要意义。     

基于CFD的碟式离心净油机流场的动力学分析及设备设计

利用Fluent软件模拟研究了LY-060型碟式离心净油机内部流场.采用周期性结构化网格、标准k-ε方程湍流模型、旋转移动壁面和SIMPLE算法模拟了不同转速下流体在碟片通道中的运动状态,并系统分析了不同转速下内部流体的周向速度、轴向速度、径向速度及动静压力.研究表明:转鼓利用负压自动吸入油液,随着转速从6 000 r...     

卧螺沉降式离心机选型分析

卧式螺旋沉降式离心机是采用离心沉降法来分离悬浮液的机器，它是将含细小颗粒（粒径d≥5μm）的悬浮液，经过固液分离，使悬浮液变为相对干净的液体和固体状的泥渣，由于无滤布和滤网、单位产量的耗电量较少，单机生产能力大，适合工厂大型化与自动集中控制的要求，没有操作周期，连续运行，连续进出料，操作简便，母液含固量少，澄清度高，结构紧凑，占地面积小和易于密闭等特点，现已广泛应用于环保、石油、化工、冶金、医药食品和轻工等领域，     

湍流模型在卧螺离心机内单相流场数值模拟中的适用性分析

以卧螺离心机螺旋流道内流体为研究对象,应用Fluent软件中提供的7种典型湍流模型,在相同网格条件下进行三维稳态数值模拟。模拟结果表明:RNG k-ε模型与文献值吻合性最好,其次是SST k-ω模型,Realizable k-ε模型虽然模拟结果良好,但选用时要慎重。RSM模型仅在模拟高转速时比较适合,在低转速时,偏差较大,而标准k-ε,标准k-ω,S-A模型模拟结果与文献结果偏差较大。本文结果可以为卧螺离心机流场计算中的湍流模型的选取提供参考。     

排粉风机内部气固两相流动特性研究

采用通用计算流体力学软件Fluent对某9-26型风机内部气固两相流进行了三维数值模拟,模拟结果显示了风机出口固相浓度的不均匀性,与实验测量结果一致.数值模拟表明,风机本身的离心力以及蜗壳内气流的夹带作用,导致固体颗粒向风机蜗壳的外侧面、后侧面聚集,该现象可以用于改善风机出口的颗粒分离.     

火星熄灭器两相流数值模拟

针对某型号火星熄灭器,采用非定常雷诺时均（RANS）和离散型模型（DPM）对其内部流场和颗粒分离行为进行了数值模拟.计算了初始模型设计流速下的捕集效率和阻力损失;分析了内部速度场、压力场和颗粒运动轨迹特性.针对计算结果,对原火星熄灭器的结构进行了改进.采用相同的计算方法,对改进后的设计方案进行了仿真计算,结果表明提高了火星熄灭器的综合性能.该仿真计算方法能较好地预测火星熄灭器内部两相流的流动特性,对火星熄灭器性能预测和结构改进提供可靠依据.     

离心压缩机两类湍流模型计算对比分析

应用数值计算软件NUMECA,详细分析两类湍流模型在离心压缩机模型级模拟当中流场分布情况,并与实验结果相对比。研究结果表明,在小流量工况下,两方程模型在流场细节捕捉上更为细致,而大流量工况下,而两方程模型计算偏大,一方程则计算稳定,适应性好。     

油气润滑管道中两相流流动的康达效应分析

利用FLUENT计算流体力学软件,采用康达效应的数学模型,在入口为油气环状流条件下,对气液两相流中自由空间和有限空间内液相的附壁现象进行了数值模拟,通过对比康达效应模型中不同半径的弯曲壁面及不同距离导流板的内部流场与附壁特性,得出了康达效应在油气两相流中的作用机理。结果表明,油气两相流在自由空间的液相附壁时,液相附壁的分离角在40°~60°之间,自由空间的弯曲壁面不利于液相的附壁,而有限空间正好与之相反,证明了气相良好的分配及导流对液相的分配有很好的促进作用,而且附壁面上形成的压力梯度更有利于液相的附壁。     

基于FLUENT数值模拟的离心泵内冰浆两相流流动特性分析

针对冰浆两相流在离心泵的流动特性问题,基于欧拉法建立冰浆Mixture两相流模型,通过FLUENT软件对冰浆流动特性进行数值模拟,得到了在不同流量工况下的离心泵内部压力场、速度场以及冰晶颗粒分布特性.多次数值计算,获得离心泵在输送含冰率为10％的冰浆时的性能特性曲线,并与该离心泵在输送清水时的性能曲线进行了对比分析.研...     

卧式螺旋卸料沉降离心机内部流场与分离性能的研究

卧式螺旋卸料沉降离心机在固液分离领域应用广泛,但由于内部流动复杂、结构封闭且高速旋转,传统的理论与试验方法均无法对其内部流动进行准确描述。本文在合理的简化和假设基础上,应用计算流体动力学软件Fluent,采用SRF转动模型与RSM模型、Mixture多相流模型相结合的方式,对卧螺离心机内的两相流动进行了三维稳态计算,得到了转鼓内的流场和固相体积分数分布。结果显示,轴向速度方向在靠近转鼓壁面处指向转鼓小端,在靠近螺旋内筒处指向转鼓大端,分布受锥段结构影响较大;径向速度复杂多变;颗粒的沉降过程主要发生在转鼓沉降区;转鼓柱段的固相含量少,溢流澄清、固相回收率高;转鼓锥段固相含量集中,且越靠近出渣口的固相体积分数越高。经验证,模拟得到的固相回收率与出渣含固率均接近实际运行情况,说明采用数值模拟方法预测离心机的分离性能具有可行性。     

刮板结构对薄膜蒸发器内气液两相液膜流场影响分析

由于沸腾传热及刮板刮擦成膜的复杂性,薄膜蒸发器内蒸发过程非常复杂.采用CFD软件对薄膜蒸发器内气液两相液膜流场进行数值模拟,分析讨论了刮板倾角、刮板块数等刮板结构参数对薄膜蒸发器内圈形波形状和速度场的影响.分析结果表明,增大刮板倾角可以增大液膜的径向速度,从而促进液膜的径向混合,过大的倾角会使圈形波的尺寸减小,降低薄膜蒸发器内的存液量.刮板数目增加,圈形波内的平均速度增大,湍动增强,但同时液膜发生飞溅的现象明显,圈形波内发生回流的区域减少,反而不利于物料之间的传热与传质,特定操作参数下,存在适宜的刮板倾角和刮板数目.研究结果为刮板结构的进一步优化提供了依据.     

稳压器喷雾阀阀芯倒角尺寸对流动的影响

V型旋转式阀芯具有流阻小,切断性能好,调节精度较高的特点。为了减小阀芯旋转时流体在阀芯和阀座棱边上剪切力以及阀门形阻系数,通常在阀芯的棱边上加工倒角来达到此目的,研究稳压器喷雾阀V型阀芯棱边不同倒角尺寸时,阀内流体流动时在阀芯与阀座上的产生的剪切力大小,以及阀芯棱边取不同倒角尺寸时对流动的各参数的影响。采用CFD软件fluent,基于RANS方程,采用有限体积法进行空间离散,使用K-ε湍流模型和SIMPLE算法,针对阀芯不同的倒角尺寸,计算稳压器喷雾阀V型阀芯在关闭时阀门的体积流量,湍流参数,壁面剪切力,形阻系数等各种参数。得到阀芯倒角对流动参数的影响规律。     

用数值方法分析绝热毛细管的流量特性

根据均相流假设，用两相流基本方程建立了毛细管的数学模型，采用一种快速、有效的计算方法对绝热毛细管的流量特性进行数值模拟，并把计算结果与实验数据进行了对比分析。     

水平矩形小通道内气-液两相流流动特性的研究

以氮气和水为工质，在水平矩形小通道（dh=0．99mm）中对两相流摩擦压降和流型进行了实验研究。实验在大气压力下进行，氮气的折算流速的范围为0．017～33．3m／s，水的折算流速的范围为0．1～5m／s。对实验所得的219个数据点进行分析，并与L＆M关系式、H＆S关系式（修正了C值的L＆M关系式）、均相流模型以及均相流修正模型进行了比较。得出：（1）L＆M关系式比均相流模型、均相流修正模型以及H＆S关系式的偏差都小，能更好地预测两相流压降变化。（2）L＆M关系式中的C在不同的流型（流型是由UGS、ULS以及dh决定）具有不同的值，在同一ULS下，C随X（UGS）的变化呈现一定的规律性，在X=7左右，C出现最大值，而此处恰好是块状流最激烈区域。但是C随ULS没有一定的规律性。同时，通过可视化方法（高速摄像仪）和压差波动相结合的方法初步确定了各个流型的范围。     

用DPM模型模拟预热器内两相流场研究

针对旋风筒内复杂的气固两相湍流运动,采用DPM模型对五级旋风预热器的C 5部分进行了数值模拟,通过对结果的研究,得出了旋风筒内气固运动的规律,并在计算的基础上对颗粒的运动规律进行了探讨。     

VOF在两相流交界面捕捉的应用

采用VOF方法模拟交界面运动变化的基本原理,设计一种基于MHRIC格式的VOF方法,提高了计算效率.采用有限体积法对不可压有黏RANS方程及VOF控制方程进行空间离散,建立压强和密度的虚拟关系.使用C++语言编写RANS方程及VOF控制方程的代码.通过与经典Fluent算例NACA0012、液面晃荡,验证所编写的软件是...     

国内液固两相流泵的设计研究综述

对液固两相流流动理论和流动模型做了简要的叙述,并介绍了国内用两相流理论设计渣浆泵的主要方法,对各设计方法进行了简要的分析总结。在此基础上,对渣浆泵设计的发展做出了展望。     

基于射流与两相流的射流曝气器研究

采用数值模拟的方法研究了射流器的射流及气液两相流动，并改变射流曝气器的长径比和喷嘴面积比，计算射流曝气器的两相流的气液流量比，分析了长径比和喷嘴面积比对射流曝气器流场和空气与液体流量比的影响以及喷嘴与混合管的相对位置对气蚀的影响，最后提出了新型射流曝气器主要结构的合适参数。