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...     

内置涡核破碎翼旋风分离器内颗粒受力数值分析

内置涡核破碎翼旋风分离器具有维持较高效率同时降低阻力的特点。研究其内部颗粒受力情况对揭示其工作机理有重要意义。利用计算流体力学方法（CFD）,采用雷诺应力模型（RSM）模拟流场,在此基础上,应用拉格朗日离散化模型（DPM）对传统Lapple型旋风分离器加设涡核破碎翼前后的内部颗粒进行追踪,并对其进行受力分析。结果表明：内置涡核破碎翼旋风分离器在颗粒分离时间及受力在数值上均与传统分离器有所差别;涡核破碎翼叶片较短时,径向合力主要表现为向外,离心力占主导作用,利于颗粒收集;叶片较长时,颗粒受到气流扰动作用加剧,径向上的运动随机性增加从而不利于分离。     

旋风-滤袋复合除尘器的数值模拟分析

为了分析旋风-滤袋复合除尘器的内部流场,借助流体分析软件Fluent对旋风-滤袋复合除尘器的运行机理进行了数值模拟分析。结果显示,除尘器总体上达到了除尘设计目的,但在气流分配上存在不足,容易对部分滤袋造成过度冲刷,影响滤袋使用寿命。通过加装导流元件的方式可以有效改善气流分布不均的情况。     

用于气溶胶采样预分离的直流式旋风分离器

频繁的滤材堵塞是大气气溶胶采样器(流量大于500 m3/h)运行中常见的问题,安装预分离器是缓解这一问题的有效途径之一。研究了可用于这种气溶胶取样器预分离的旋风分离器,确定了使用轴流进气直流式的结构。在惯性分离理论的基础上,提出了切割粒径的计算方法。建立了流量为700～800 m3/h的预分离器性能测试装置和方法,并对3个旋风分离器性能进行了测试。实验结果表明:3个旋风分离器的切割粒径在12～14.5μm,与计算较好地符合;性能最佳的旋风分离器的切割粒径为14.5μm,10μm颗粒的透过率为73%,符合技术要求。     

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。     

基于颗粒能量耗散模型的多相网格质点法的旋风分离器模拟

提出一种配合网格质点法的能量耗散模型,考虑颗粒之间碰撞引起的能量耗散效应以描述颗粒的团聚行为。采用该模型模拟的旋风分离器颗粒流发现：较其他模型具有较高的预测精度,模拟结果与实验吻合较好,验证了耗散模型可行。旋风分离器的中心形成负压区域,而在靠近壁面处形成高压区域。气相场呈现以中心为轴同转向不同流向的双螺旋结构,大部分颗粒被夹带到壁面附近,聚集在一起,形成聚团并产生分离,模拟结果发现旋风分离器在模拟条件下的分离粒径为1×10-5 m。     

下排气旋风分离器结构优化研究

下排气旋风分离器是一种新型的气固分离装置,但存在对细颗粒夹带严重,导致细颗粒分离效率稍低的现象.采用RNG k-ε湍流模型和拉格朗日坐标系下的离散相模型,对75 t/h循环流化床锅炉的下排气旋风分离器的气固两相流动进行数值研究并提出结构优化措施.结果表明,下排气旋风分离器进口改为减缩型、排气管位置下移并采用圆台入口,对...     

入口位置对多入口旋风分离器性能的影响

对称多入口结构有助于提高旋风分离器的性能,但入口位置的选择尚无明确的规范.在Lapple型旋风分离器的基础上,设计了4种不同入口位置的四入口旋风分离器,并采用数值模拟方法研究了入口位置对于其流场和分离性能的影响.结果表明:当入口在径向外侧时,切向速度能够保持稳定,短路流量占比较低,此时压降较低,分离效率较高;而当入口在...     

旋风分离器排气管最佳插入深度的实验与分析

采用实验方法考察物料特性、入口气速、排气管直径、入口截面积4种因素对排气管最佳插入深度的影响。实验结果表明,排气管的最佳插入深度主要受粉料中位粒径和粒径分布的影响,中位粒径越小,包含的小粒径颗粒越多,最佳插入深度越大,而与其他3项参数无关。另外,插入深度在最佳位置附近变化时,效率波动不大,远离最佳位置后,效率大幅下降,并且在大排气管直径,大入口条件下,效率对插入深度更为敏感。短路流和内旋流二次分离的协同作用是形成以上现象的主要原因。     

旋风除尘器流场及浓度场实验与模拟

在研究旋风除尘器内气固两相的运动状况及分离机理方面,计算机模拟替代部分实验的方法能够优化设计旋风除尘器结构参数,提高其对微细颗粒的捕集效率,减少运行压力损失。本研究采用RSM模型和随机轨道模型对旋风除尘器内流场及浓度场进行模拟及实验。研究表明,旋风除尘器压力损失模拟结果与实验结果吻合较好,对于大于5μm的颗粒其捕集效率模拟结果与实验结果基本吻合;旋风除尘器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布;如将排气管管径减少至原直径0.8倍,可使其对2μm颗粒捕集效率提高6.6%,但压力损失提高36.5%;颗粒的凝并作用有利于提高旋风除尘器微细颗粒的捕集效率。     

球柱形旋风除尘器分离性能数值模拟与实验

针对传统柱锥形旋风除尘器存在细颗粒分离效率低的问题,提出了一种新型球柱形旋风除尘器。采用数值模拟和实验研究手段,分析了柱段高度对球柱形旋风除尘器分离特性的影响。模拟结果表明：当球柱形旋风除尘器柱段高度不为零时,随着柱段高度的增加,静压力逐渐变小;球柱形旋风除尘器内流体的切向速度均呈“M”型分布;流体轴向速度随着半径的减小,其绝对值先增大后减小,在中心轴线处又开始增大;流体径向速度均关于中心轴线对称。实验结果表明,当球柱形旋风除尘器柱段高度为150 mm时,总分离效率最高,可达到92.01%。研究结果可为旋风除尘器中细小颗粒分离应用提供指导,对提高5 μm以下颗粒分离效率具有重要意义。     

旋风静电除尘器流场分布测试研究

利用五孔探针系统对直筒式旋风静电除尘器模型的三维流场进行了测定与分析.结果表明:随着入口风速、供电电压增加,旋风静电除尘器内气流的切向和径向速度分别增加,各截面轴向速度沿半径的分布基本相似;与旋风除尘器相比,旋风静电除尘器内气流的切向速度和径向速度的变化更为平缓,入口风速为8.5 m/s时,在0.3～0.5倍简体直径时,切向速度达最大.     

旋风静电除尘器流场分布测试研究

利用五孔探针系统对直筒式旋风静电除尘器模型的三维流场进行了测定与分析。结果表明：随着入口风速、供电电压增加，旋风静电除尘器内气流的切向和径向速度分别增加，各截面轴向速度沿半径的分布基本相似；与旋风除尘器相比，旋风静电除尘器内气流的切向速度和径向速度的变化更为平缓，入口风速为8．5m／s时，在0．3～0．5倍简体直径时，切向速度达最大。     

锥度对旋风除尘器主要性能的影响

为了提高旋风除尘器的分离效率,研究了锥度对旋风除尘器主要性能的影响,建立了气体流场和颗粒动力场的理论模型,并应用SIMPLEC 算法对不同锥度下旋风除尘器内部的总压、切速度、颗粒运动轨迹以及分离效率进行了数值模拟。数值结果表明:旋风除尘器内部的总压和切速度均基本呈轴对称分布,沿半径方向,总压呈非线性增大趋势,而切速度呈"驼峰"分布;通过减小锥度降低了总压和切速度,缩短了颗粒的停留时间,从而提高了分离效率,为旋风除尘器的结构优化设计、提高分离性能提供参考。