液体旋流分离器内部流场分布的测试与研究

改变传统的利用皮托管插入法对流场分布的测试方法 ,利用激光流速计分别对两种具有代表性的液体旋流分离器的切线方向和轴线方向的流场分布进行了测试 ,得到了精确的结果。为分析、研究和提高旋流分离器的性能 ,提供了最基本的和最有效的数据     

优化组合型液体旋流分离器的实验研究

液体旋流分离器是水环境污染治理的主要设备之一。在以前的液体旋流分离器分离效率和压力损失等实验研究中，提出了液体旋流分离器的优化组合的设计方法，为了验证该设计方法对微粒子的分离性能，按照该设计方法中各部分结构参数的选取原则及合理搭配优化组合，制作了一台优化组合型液体旋流分离器并进行了性能实验，通过从水中分离脱硫石膏的实验方法，得出了优化组合型液体旋流分离器的分离效率、分割尺寸和压力损失的实验结果。从而验证了优化组合型液体旋流分离器的分离性能。     

液体旋流分离器分离效率的研究

液体旋流分离器是水环境污染治理的主要设备之一.分离效率是衡量液体旋流分离器分离过程进行完善程度的最重要的技术指标,它能从质与量两方面反映出设备性能的优劣.当前液体旋流分离器设计过程还缺少具体量化的理论依据,为了给液体旋流分离器的设计提供理论依据,通过液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验,得出了液体旋流分离器各部结构尺寸、形状、相对比例对分离效率的不同影响程度,提出了结构参数的最佳取值范围.按照本研究提出的设计原则和方法,可以制造出性能优良的液体旋流分离器.     

超小型液体旋流分离器的研究

这是用超小型液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验。在旋流分离器下向流排出口内插入一个圆锥流量调节器。实验中使用的固体粒子为玻璃球，平均粒子径为4．84μm。通过实验发现了装有圆锥流量调节器旋流分离器有较好的性能，与普通型的相比，其压力损失约减少7％，分离效率增加10％。     

基于大涡模拟的旋风分离器内流场数值模拟研究

为了研究旋风分离器内流场的运动状况，借助Fluent软件，采用大涡模拟，基于曲线坐标系的SIMPLEC算法，对切向入口的Stairmand旋风分离器内流场进行了三维数值模拟研究。数值结果表明，大涡模拟适合于三维强旋流的流场模拟，分离器内部的流动空间可分为内、外2个流动区域，在不同的流动区域中，气体压力、速度场的分布有较大的差异。而且压力分布与速度分布不是绝对的轴对称分布。数值模拟结果对其设计优化研究有一定的应用价值。     

超小型液体旋流分离器的研究

这是用超小型液体旋流分离器从水中分离固体粒子的性能实验。在旋流分离器下向流排出口内插入一个圆锥流量调节器。实验中使用的固体粒子为玻璃球 ,平均粒子径为 4 84 μm。通过实验发现了装有圆锥流量调节器旋流分离器有较好的性能 ,与普通型的相比 ,其压力损失约减少 7% ,分离效率增加 10 %。     

旋流分离器油水分离效率的模拟研究

采用计算流体力学的方法,探讨了操作条件和物料特性对旋流分离器分离油水效率的影响。旋流器为单锥双入口,其主直径为50 mm,锥角为5.5°。模拟过程中,采用商业用软件‘Fluent 6.3’中的雷诺应力模型和欧拉多相流模型来模拟不同条件下油水旋流分离器的分离性能。模拟结果表明,对于本研究的油水旋流分离器,最佳的分流比是10%,最佳的油滴浓度是0.5%(V/V)。在最佳的分流比和油滴浓度下,当进口流速为10.46 m/s时,油水旋流分离器可将15μm的油滴去除80%以上,油滴的分离界限粒径d50(50%的分离效率)为9.2μm。在模拟的基础上,用统计软件STATISTICA6.0对分离效率与操作条件和物料特性之间的关系进行拟合。通过拟合式预测的分离效率与实测值相吻合,误差小于15%。     

旋流板式气液分离器减阻杆实验研究

实验研究了不同条件下减阻杆对分离器分离效率及压降的影响。研究结果表明,在旋流板式气液分离器内安装减阻杆可以在不减小分离效率的前提下降低阻力,减阻幅度的大小与减阻杆的轴向长度、径向位置和分离器内的空速有关;减阻杆对于分离效率的影响在实验范围内很小。研究结果可为分离器的优化设计提供建设性指导。     

新型离心式脱硫塔气液两相流数值模拟

利用FLUENT软件和SIMPLE算法对新型旋流脱硫塔的气液两相流场进行了数值模拟。计算中气相采用了RSM湍流模型,颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。分析结果表明,气相流场具有强旋流特性;喷射液滴的直径、喷淋量和烟气流速影响其在塔内的分布:喷射液滴粒径越大、喷射量越小、烟气流速越大,入口段降温越少;塔体上方截面平均浓度随液滴粒径的增加而降低,随液气比的增加而增加,随烟气流速的增加会先增加至最高值然后降低。喷淋液滴在其他运行参数不变时,平均粒径范围为0.5～1 mm,会对进口烟气起到较好的净化与降温的作用,并使塔体上方喷淋液滴在截面z=4.15 m处浓度分布均匀且覆盖率高;在保证液滴粒径较小时,通过降低烟气流速或增加喷淋量可提高液滴喷淋覆盖率,使得烟气与喷淋充分接触。计算得到的气相流场分布与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。     

旋流场超细颗粒聚集实验研究

不同粒径分布和浓度的催化裂化(FCC)三旋回收超细催化剂颗粒在旋流场中经过50 h循环回流,颗粒中值粒径变化明显。物料中分散相越多、颗粒粒径越小时,颗粒碰撞越频繁,其聚集趋势越明显。颗粒聚集体在旋流场内不够稳定,通过对比不同进料速率下的旋流场聚集效果,得到最适合颗粒聚集的旋流场雷诺数为20 000。颗粒聚集体存在聚集极限粒径,其最佳聚集时间约为40 h,颗粒聚集后的旋流分离效率提高近5%。     

直筒型导叶直流式三相旋流器排气管上部内流场的实验研究

使用五孔球探针对一种用于分离锅炉净化烟气中含尘液滴的直筒型导叶直流式三相旋流器排气管上部的气相流场进行了实验测定。得到了这一区域的速度和静压分布。发现了排气管上部筒体中心存在强烈的内旋流；外层气体不断汇入内旋流，内旋流呈轴向加速运动；绝大部分气体不经过排气管外环形空间下行直接由排气管排出。主体段切向速度为Rankine组合涡。     

旋风分离器内高速旋转流场的数值计算方法选择

数值计算方法已成为研究旋风分离器内部流场的重要途径。利用计算流体力学方法对旋风分离器内部气相流场进行了数值模拟研究。分析了不同湍流模型、离散化方式和压力插值方式对旋风分离器内部计算流场的影响,并将所得数值结果与已知的实验数据进行了对比,以期得到最适合的数值模型。结果表明:对于旋风分离器内部复杂流场的流动,运用雷诺应力模型(Low-Re Stress-Omega)能够较好地预测出强制涡中心涡流的运动情况,同时采用SIMPLEC算法、二阶迎风离散化方式和PRESTO压力梯度插补格式能够获得最好的预报结果。     

壁面粗糙度对旋风分离器内流场影响的数值模拟

利用计算流体动力学软件FLUENT6.2.16对壁面粗糙度不同的旋风分离器内流场进行了数值模拟,得到了切向速度、轴向速度、径向速度和静压力分布规律。旋风分离器内的切向速度随着壁面粗糙度的增大而明显减小;轴向速度没有明显的规律性变化,只在上部筒体涡核区轴向速度增加,削弱了涡核区滞留现象;在流场大部分区域径向速度随粗糙度的...     

直筒型导叶直流式三相旋流器排气管上部内流场的实验研究

使用五孔球探针对一种用于分离锅炉净化烟气中含尘液滴的直筒型导叶直流式三相旋流器排气管上部的气相流场进行了实验测定。得到了这一区域的速度和静压分布。发现了排气管上部筒体中心存在强烈的内旋流;外层气体不断汇入内旋流,内旋流呈轴向加速运动;绝大部分气体不经过排气管外环形空间下行直接由排气管排出。主体段切向速度为Rankine组合涡。     

用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究

建立了气浮旋流耦合装置。测试了气浮旋流耦合装置的分离效果，实验表明，在加气量质量比为0．003-0.020，含油污水浓度为50—300mg／L条件下，气浮旋流耦合装置可比单纯的旋流分离装置的分离效率提高10％，50％。     

伞罩型除尘脱硫塔内除雾器性能研究

除雾器是湿法烟气脱硫(WFGD)系统内重要的设备之一,其性能对WFGD系统运行的可靠性有重要影响.利用Fluent6.2软件对新型伞罩型除尘脱硫塔内的三维两相流场进行数值模拟,气相采用RNG湍流模型,液相采用离散相模型,选择SIMPLE算法进行计算,分析塔内的折板除雾器和旋流板除雾器的速度场、压力场和液滴的分布情况.结果表明,烟气经过折板除雾器,产生了明显的压降,且在拐角区域湍流耗散强烈,是实现气液分离的关键区域;烟气经过旋流板除雾器,速度和压强分布具有良好的对称性,液滴被气流旋转抛向壁面实现气液分离.模拟结果对新型的WFGD除雾器的设计和运行具有一定的理论指导意义.     

错流涡旋式高效固液分离器内固液两相流的数值模拟

介绍设计制作的一种新型错流涡旋式高效固液分离装备,利用离散相模型对其进行数值模拟,得到此分离装置的三维液相流场分布、离散相砂粒的运行轨迹以及砂粒的去除效率,明确了其沉淀特征。其结论对于优化错流涡旋式高效固液分离器的设计具有参考价值。     

二次旋流强化型气旋浮技术的分离特性

现有气旋浮装置在运行过程中普遍存在旋流强度衰减程度过大等问题,限制了其分离性能的提升,基于此,分析了二次旋流强化作用对气旋浮罐内旋流强度和分离性能的影响特性;借助CFD数值模拟方法和响应曲面法等手段对基于二次旋流强化气旋浮罐主要结构的参数进行了优化,对比分析了常规气旋浮罐和二次旋流强化气旋浮罐的内部流场和油水分离特性。结果表明,采用二次旋流强化结构可以有效提高旋流强度,加速"油滴-微气泡黏附体"向旋流中心汇聚,优化后的气旋浮罐油水分离效率提高至94.5%,较常规单级气旋浮罐提高了10%;二次旋流强化结构是提升气旋浮分离过程中旋流强度和提高气旋浮装置分离性能的有效途径。以上结果可进一步推动气旋浮装置性能的优化和结构创新,可丰富完善该技术设计的理论体系。     

高效旋流分离-生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流应用研究

设计高效旋流分离—生态砾间接触氧化联合装置处理初期雨水径流。确定高效旋流分离器的最优进水压力为0.03MPa,生态砾间接触氧化装置的最优水力停留时间(HRT)为8h,模拟初期雨水SS、COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到93.00%、91.00%、74.00%、95.00%和83.00%。该联合装置主要通过离心力作用,填料层吸附和过滤作用,微生物的同化和异化作用,植物根系的吸收、截留和降解作用将污染物去除。构建中试系统应用至实际初期雨水径流的处理,中试系统运行稳定,出水SS、COD、TN、氨氮和TP平均分别为89.00、42.00、3.97、1.84、0.42mg/L,有效削减初期雨水径流污染物的排放量,从而缓解天津市滨海新区的面源污染。     

基于CFD的污泥脱水机房恶臭扩散分布规律研究

污泥脱水机房是污水处理厂恶臭污染最严重的处理单元之一，其恶臭污染危害工作人员和周边居民身体健康。为研究脱水机房恶臭扩散分布规律，运用计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）理论并采用其商用软件FLUENT对脱水机房主要恶臭污染物之一的硫化氢扩散分布进行数值模拟。案例研究了3种典型情景下的硫化氢扩散分布。结果表明，不同通风条件对脱水机房硫化氢扩散分布影响较大。在进行脱水机房设计时，应将脱水机布置于夏季最多风向的下方向，并靠近排风口，使恶臭污染物在最短的路径上排除出去，还应考虑机房其他布置，使工作人员经常接触和经过的地方位于低浓度区。