首页 > 学术论文

高效节能旋风分离器的开发—数值模拟与实验研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-20 12:04:22
热度:

高效节能旋风分离器的开发—数值模拟与实验研究【摘要】:本文用计算流体力学软件对一种入口螺旋下倾旋风分离器的入口结构进行优化,对不同入口旋转角(240°、300°、360°)、不同入

【摘要】:本文用计算流体力学软件对一种入口螺旋下倾旋风分离器的入口结构进行优化,对不同入口旋转角(240°、300°、360°)、不同入口截面角(5°、15°、25°、35°、45°)以及不同入口形状(矩形、正方形、圆形)的旋风分离器进行了数值模拟,气相部分采用Euler坐标系下的RSM雷诺应力模型,颗粒相部分采用拉格朗日坐标系下的随机轨道模型,对模拟结果的流场、分离性能和压力损失等进行了分析,并与实验结果进行了对比,得到如下结论: (1)随着入口旋转角的增加,流场的轴对称性变好,锥形体底部摆动现象减弱,切向速度减小,回流现象加重;颗粒分级效率减小,压降降低。 (2)随着入口截面角的增加,分离空间切向速度变大,上升流中轴向速度减小,下降流中轴向速度一侧增大、另一侧减小,而锥形体部分流场对称性变差,出现了摆动、偏心和严重的紊流现象。在一定的入口速度下,分离效率随着入口截面角的增加先减小后增大,但当入口速度增大到20m/s以上时,入口截面角的改变对分离效率的影响却不明显。当入口速度小于15m/s时,45°角的分离性能较好;而当入口速度大于15m/s时,5°截面角的分离性能较好。随着入口截面角的增加,入口螺旋下倾旋风分离器的压力损失增大;而且入口气速越大,压力损失随入口截面角变大而增加的幅度就越明显。 (3)对圆形、正方形、矩形三种入口形状的旋风分离器而言,其锥形体底端都出现了严重的摆尾、偏心现象;相对而言,矩形入口分离器锥形体下端流体的轴对称性较差。三种入口形状分离器内流场切向速度从大到小的排列顺序为:正方形、圆形、矩形;轴向速度从大到小的排列顺序为:矩形、圆形、正方形。当气流携带的颗粒粒径小于3μm时,圆形入口分离器的分离性能较好;当气流携带的颗粒粒径大于3μm时,正方形入口的分离器分离性能较好;在同样的入口气速条件下,压力损失从高到低的排列顺序为:正方形、圆形、矩形。 (4)实验结果表明,入口螺旋下倾旋风分离器的分离效率和压力损失均随着入口速度的增加而增大,入口速度越大,压降随着入口速度的变化越明显,增长幅度越大;但分离效率随着入口速度增大而产生的变化却变小;实验数据与仿真结果基本吻合。 【关键词】:螺旋下倾旋风分离器 入口参数 数值模拟 实验研究
【学位授予单位】:集美大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ051.8
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-11
  • 第1章 绪论11-24
  • 1.1 课题背景及研究意义11
  • 1.2 旋风分离器的基本结构和工作原理11-12
  • 1.3 旋风分离器的性能指标12-14
  • 1.3.1 分离性能指标12-13
  • 1.3.2 能耗指标13-14
  • 1.4 旋风分离器技术研究进展14-18
  • 1.4.1 关于气固两相流动模型求解的数值方法研究进展14-17
  • 1.4.2 关于旋风分离器设计的实验研究进展17-18
  • 1.5 旋风分离器入口结构的研究现状18-23
  • 1.5.1 旋风分离器入口结构型式研究现状18-19
  • 1.5.2 多进口旋风分离器的研究现状19-21
  • 1.5.3 关于入口形状影响的研究21-22
  • 1.5.4 关于入口截面角的研究22
  • 1.5.5 关于螺旋下倾角的研究22-23
  • 1.6 本文主要研究内容和方法23-24
  • 第2章 旋风分离器的数值模拟方法研究24-35
  • 2.1 气相数值模拟方法研究24-31
  • 2.1.1 湍流模型24-29
  • 2.1.2 离散化29
  • 2.1.3 压力插补格式29
  • 2.1.4 压力与速度耦合29-31
  • 2.2 颗粒相的数值模拟方法研究31-34
  • 2.2.1 单颗粒运动方程31-33
  • 2.2.2 随机轨道模型33-34
  • 2.2.3 气固两相间的相互作用34
  • 2.3 本章小结34-35
  • 第3章 不同入口旋转角对旋风分离器性能影响的数值模拟35-49
  • 3.1 建模及数值求解35-37
  • 3.1.1 几何模型35-36
  • 3.1.2 网格划分36
  • 3.1.3 边界条件36-37
  • 3.1.4 求解方法37
  • 3.2 仿真结果与分析37-47
  • 3.2.1 流场分析37-45
  • 3.2.2 压降与能耗分析45-46
  • 3.2.3 分离性能对比分析46-47
  • 3.3 本章小结47-49
  • 第4章 不同入口截面角旋风分离器气固两相流动模拟49-59
  • 4.1 建模49-50
  • 4.1.1 几何模型49-50
  • 4.1.2 模型选择50
  • 4.2 边界条件与网格划分50-52
  • 4.2.1 气相边界条件50
  • 4.2.2 颗粒相边界条件50-51
  • 4.2.3 网格划分51-52
  • 4.3 仿真结果与分析52-58
  • 4.3.1 流场分析52-56
  • 4.3.2 压力损失分析56-57
  • 4.3.3 分离性能分析57-58
  • 4.4 本章小结58-59
  • 第5章 不同入口形状旋风分离器气固两相流场模拟59-70
  • 5.1 建模59-60
  • 5.1.1 几何模型59
  • 5.1.2 气固两相流模型59-60
  • 5.2 边界条件60
  • 5.2.1 气相边界条件60
  • 5.2.2 颗粒相边界条件60
  • 5.3 仿真结果与分析60-68
  • 5.3.1 流场分析60-65
  • 5.3.2 能耗损失分析65-66
  • 5.3.3 分离性能66-68
  • 5.4 本章小结68-70
  • 第6章 螺旋下倾旋风分离器的实验研究70-74
  • 6.1 实验装置介绍70-71
  • 6.2 实验过程描述71-72
  • 6.2.1 实验介质71
  • 6.2.2 实验步骤71-72
  • 6.3 实验结果与分析72-73
  • 6.3.1 总分离效率分析72-73
  • 6.3.2 压力损失73
  • 6.4 本章小结73-74
  • 第7章 结论与展望74-76
  • 7.1 结论74
  • 7.2 展望74-76
  • 致谢76-77
  • 参考文献77-80
  • 在学期间发表的学术论文80


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

旋风分离器气相流场的数值模拟    魏志军,张平

旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究    黄兴华,王道连,王如竹,张吉光

不同入口高宽比旋风分离器内气固流动的数值模拟    李红;熊斌;

旋风分离器内三维两相流场的数值模拟    林玮,王乃宁

旋风分离器减阻杆减阻的PIV实验研究    龚安龙;王连泽;

CFBC旋风分离器气固两相流数值模拟与优化    蒲舸;张力;辛明道;

用应力模型计算旋风分离器的流场    林玮,王乃宁

蜗壳式旋风分离器全空间三维时均流场的结构    胡瓅元,时铭显

一种新型旋风分离器的流场和结构    陈雪莉,周增顺,吕术森,于遵宏

切向旋风分离器内部流场的数值模拟及试验研究    彭维明

铸造车间化铁炉干式除尘设计    张虎

装焊车间焊接烟尘的危害及治理    吴芳谷,汪彤,陈虹桥,刘青,吕琳

水力旋流器单相和两相流实验研究    徐会;肖美男;

基于风险分析的长大隧道火灾安全疏散    郝树青;黄宏伟;

基于风险及EXODUS的地下空间火灾疏散    郝树青;

一种高效换热式旋风分离器的研究    邱冰冰;

钢砂自动吸送装置设计    王骏;柯玉娟;王元辉;王巍;陈泉源;

135t/h锅炉旋流燃烧器的数值模拟研究    任君;缪正清;陈开潮;

浅论除尘设施经济运行之途径    詹宝华

包钢烧结厂冷筛系统除尘设计    何芳

事故状态放射性材料储存库周边放射性气溶胶浓度分布初探    高正明;雷毅平;赵烨;

Richtmyer-Meshkov不稳定性引起湍流混合的模型研究    杨玟;王丽丽;张树道;

新型矿用卧式湍流球填料过滤除尘风机的研发    肖务里;谢星明;

基于风险理论的长大隧道火灾安全疏散数值模拟    郝树青;黄宏伟;

关于透镜式电收尘技术的汇报    陈士修;陈学构;

溢洪道掺气坎二相流数值模拟    覃昕慧;徐玲君;李国栋;陈刚;

无压给料三产品重介质旋流器流场的计算流体力学模拟    刘峰;钱爱军;郭秀军;

城镇燃气系统中过滤器的机理及应用探讨    孙明烨;刘建伟;洪光信;

布袋除尘器在直接还原铁工艺的应用研究    金勇;王方东;

气—粉两相流中浓度测量元件的阻力特性模拟    范明秀;田茂诚;张冠敏;

点火能量与初始压力对瓦斯爆炸特性的影响研究    李润之

有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析    王革

分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究    崔洁

入口高浓度条件下的旋风分离器对比研究    吴学智

面向环保的高速全自动冷镦机优化研究与系统实现    徐高春

脱硝反应器流场与反应物混合模拟优化    陈莲芳

渣浆泵固液两相三维湍流及冲蚀磨损特性研究    吴波

过程型机械系统计算机辅助方案设计技术研究    周懿

壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究    刘云卿

气固两相流对旋风分离器壁面磨损机理的研究    赵新学

选煤厂给料机和落料管产尘机理及控制技术    荆德吉

旋风除尘器内部流场实验和数值模拟研究    王黎黎

煤粉干燥管内气固两相流动的数值模拟与实验研究    于连丽

旋风分离器性能优化的研究    徐天猛

600MW超临界CFB锅炉炉膛气固流动特性的数值模拟研究    王超

混流式水轮机气液两相流数值模拟    康杰

粉煤锅炉富氧助燃数值模拟    郑贤臣

螺旋型旋风分离器的减阻研究    敖龙

电解铝残阳极清理局部排风罩气流场的数值模拟    王华男

2080t/h四角切圆燃烧锅炉的数值模拟    段耀辉

PIV技术的粒子图像处理方法    段俐,康琦,申功

旋风分离器气相流场的数值模拟    魏志军,张平

旋风分离器分离性能的经验模型与数值预测    钱付平,章名耀

PIV应用于气固多相流动的研究现状    石惠娴,王勤辉,骆仲泱,岑可法

旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究    黄兴华,王道连,王如竹,张吉光

温度对旋风分离器分离性能影响的数值研究    钱付平;章名耀;

旋风分离器内三维两相流场的数值模拟    林玮,王乃宁

细微尘粒的预团聚对旋风分离器高温除尘性能影响的实验研究    许世森

一种应用于锅炉改造的新型分离器——方形卧式分离器    程乐鸣,周强,骆仲泱,岑可法

二次分离对细粉分离器性能的影响    郑国,吴少华,周荣志

超音速旋流分离器技术研究    胡艳梅

木材加工车间旋风分离器合理设计的研究    朱孝生,张明建

中密度纤维板施胶旋风分离器的改进    梁亚仁

新型高温旋风分离器的研究——用于高温下造气炉除尘系统    夏兴祥,劳家仁

旋风分离器结构改进的研究    梁朝林

各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨    夏正兵;袁惠新;

各种旋风分离器流量与结构尺寸关系探讨    夏正兵;袁惠新;

高效低阻旋风分离器的试验与开发    罗晓兰,陈建义,时铭显

双出风口旋风分离器的研究与应用    倪文龙;周厚亮;

旋风分离器的发展与理论研究现状    刘金红

旋风分离器结构设计要点分析    肖万虎;

入口浓度对旋风分离器性能影响的试验研究    高翠芝;孙国刚;马强;张娜娜;钱步仁;

压力对旋风分离器性能影响的试验研究    董瑞倩;孙国刚;高翠芝;

径向入口旋风分离器内颗粒持料量研究    崔洁;陈雪莉;李昌剑;龚欣;王辅臣;

直切式旋风分离器颗粒运动分布的研究    谭慧敏;王建军;曹晴云;惠胜利;金有海;

径向入口旋风分离器涡核及轴向速度轮廓研究    李昌剑;陈雪莉;

炼油厂催化裂化装置第二再生器旋风分离器断裂分析    孙长海;郭超;郝相民;曲豫;王来;马海涛;

旋风分离器涡核尾端的液体示踪实验研究    高翠芝;孙国刚;董瑞倩;付双成;

氧氯化反应器旋风分离器的国产化分析    陈建义;

防返混锥位置对旋风分离器影响的数值模拟及试验研究    付双成;孙国刚;高翠芝;郭广军;

多进口旋风分离器性能的试验研究    沈恒根;刁永发;许晋源;党义荣;张玮;叶龙;

惰性气体保护及在线检测超细粉碎系统获发明专利    吴宏富

大庆炼化风送改造显著增效    苗雪莲

打破沙锅问到底    

一切为了“福气”进京    本报记者 马威 通讯员 李玲

喷雾干燥技术在中药配方颗粒中的应用体会    

氧化铁红的干燥方法    刘广文

齐鲁石化分公司丙烯腈装置国产化技术应用    文杰

环保型锅炉走俏河北电厂    张家驹

“将原油吃干榨尽是我最大梦想”    本报记者 彭展

环保型锅炉俏走河北    刘军青 张海光

入口高浓度条件下的旋风分离器对比研究    吴学智

分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究    崔洁

轴流旋风分离器数值模拟与实验研究    栾一刚

气固两相流对旋风分离器壁面磨损机理的研究    赵新学

旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究    王海刚

大型CFB锅炉气固流动若干关键性技术研究    陈继辉

不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究    钱付平

导叶式旋风管内气固两相流动控制与分离性能计算方法的研究    马艳杰

加压循环流化床的实验与模型研究    朱治平

超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究    李戈

循环流化床锅炉旋风分离器气固两相流动特性及性能研究    李强

多效旋风分离器的性能研究    戚贵强

不同入口截面角旋风分离器分离特性的研究    黄星玮

新型旋风分离器的理论分析及实验验证    郑晨雨

入口烟道结构对旋风分离器烟道壁面磨损和分离性能影响的实验研究    孙胜

回流型动态旋风分离器设计与性能研究    邢超

高效节能旋风分离器的开发—数值模拟与实验研究    田晓庆

扩散式旋风分离器分离性能研究    孙欣

新型商用油烟脱排净化系统的研究    王灯文

旋风分离器的结构分析及疲劳寿命研究    李维栋

Baidu
map