旋风分离器内颗粒浓度场的数值模拟

采用改进的雷诺应力模型和颗粒随机轨道模型对旋风分离器全空间内颗粒浓度分布进行了数值模拟.结果表明,旋风分离器分离空间的浓度场沿径向可划分为中心的颗粒逃逸区、边壁的颗粒捕集区和中间的颗粒分离区.颗粒捕集区的颗粒在器壁表面形成高浓度的灰带螺旋下行,灰带以一定的频率上下波动;颗粒分离区浓度分布均匀,颗粒处于被分离状态;颗粒逃逸区的颗粒浓度很低,颗粒螺旋上升逃逸.旋风分离器的浓度场沿轴向分布比较复杂,在环形空间的上部和灰斗的上部存在顶灰环,浓度分布具有显著的非轴对称性,在升气管入口下方0.25倍筒体直径(Φ)范围内存在短路流造成的高浓度区,在排尘口处存在旋转气流摆动造成的颗粒返混高浓度区.模拟结果与实验数据吻合较好.     

新型旋风分离器内颗粒的运动规律

分离效率是判定旋风分离器性能优劣最直接的一个参数,而分离效率的高低微观上由旋风分离器内颗粒的运动规律决定.采用离散颗粒模型研究了新型旋风分离器内颗粒的运动规律并估算了分离效率,结果发现:颗粒从入口不同区域进入该旋风分离器分离空间时有不同的运动轨迹,入口大致可划分为3个区域;被入口导流板碰撞分离的颗粒在发生二次分离时被再次捕集的可能性很大;分离效率实验值和模拟估算值变化趋势一致,但模拟估算值高于实验值.     

旋风分离器的颗粒浓度分布的实验研究

用等速抽气采样法测定了旋风分离器内颗粒浓度分布.测定结果表明.由中心到器壁.颗粒浓度逐渐升高.不存在以往分离模型中常用的横向完全返混.沿轴向由排尘口到排气管下口.颗粒浓度逐渐降低.但有一个最低点.它靠近排气管下口.这说明一定的分离空间高度有利于返混颗粒的二次再分离.实验表明.顶灰环、短路流及排尘口返混是影响分离效率的不利因素.改变分离器入口面积及排气管下口直径对分离空间内颗粒浓度分布的影响规律是不同的.利用颗粒浓度分布曲线计算分离效率,其计算值与用称重法所得实测值吻合较好.     

催化三旋用PDC型旋风管内颗粒浓度场的测试及分析

旋风管是炼油厂催化裂化第三级旋风分离器的核心部件,其中的颗粒浓度分布状况可直接反映其分离性能的优劣。在流场测试的基础上,采用等动采样的原理,对PDC型旋风管内的颗粒浓度,尤其是双锥内及灰斗内的颗粒浓度分布进行了全面系统的测试,得到了旋风管内颗粒浓度分布的一般规律,将旋风管内分为5个区,即：入口环形区,导流锥环形区,下行流区,上行流区,排尘返混区。排尘双锥的下锥内颗粒沿轴向和径向完全返混;控制排尘口处的颗粒返混夹带有利于提高旋风管的分离效率。得出了主要结构参数和操作参数对颗粒浓度分布的影响规律,这为确定旋风管内颗粒的运动轨迹,分析颗粒之间的相互作用关系,研究不同大小颗粒的分离机理奠定了一定的实验和理论基础。     

催化三旋用PDC型旋风管内颗粒浓度场的测试及分析

旋风管是炼油厂催化裂化第三级旋风分离器的核心部件 ,其中的颗粒浓度分布状况可直接反映其分离性能的优劣。在流场测试的基础上 ,采用等动采样的原理 ,对PDC型旋风管内的颗粒浓度 ,尤其是双锥内及灰斗内的颗粒浓度分布进行了全面系统的测试 ,得到了旋风管内颗粒浓度分布的一般规律 ,将旋风管内分为5个区 ,即 :入口环形区 ,导流锥环形区 ,下行流区 ,上行流区 ,排尘返混区。排尘双锥的下锥内颗粒沿轴向和径向完全返混 ;控制排尘口处的颗粒返混夹带有利于提高旋风管的分离效率。得出了主要结构参数与操作参数对颗粒浓度分布的影响规律 ,这为确定旋风管内颗粒的运动轨迹 ,分析颗粒之间的相互作用关系 ,研究不同大小颗粒的分离机理奠定了一定的实验和理论基础     

M模型在低密度物料旋风分离器结构设计中的应用

利用Muschelknautz模型(即M模型),设计用于某企业聚碳酸酯生产中的旋风分离器,得到该旋风分离器的结构尺寸、分割粒径和总压降.采用流体力学计算软件Fluent对该旋风分离器的内部流场进行研究.研究结果表明:随着颗粒质量分数的增大,气流各方向上的运动速度随之降低,旋风分离器对整个颗粒群的捕集能力提高,但对分离器的壁面磨损也同时加剧;入口速度并不是越大越好,只有当入口速度为18 m/s时,数值模拟结果才与M模型中得出的结果较接近,表明采用M模型进行旋风分离器的设计准确性较高.     

激光粒子成像技术测定旋风分离器内颗粒浓度场的实验研究

将颗粒粒径的粒子成像测量方法应用于旋风分离器的颗粒浓度场的测量研究。成功地对一种蜗壳型旋风分离器的内颗粒浓度进行了无干扰瞬态多点测定,实验结果较为真实地反映了旋风分离器内颗粒浓度场的分布规律。文中所获得的规律性认识为今后进一步改进旋风分离器结构、提高其效率及创建新的分区模型提供了依据。初步形成了用PIV技术测定旋流场内颗粒相浓度的新方法,弥补了以往用等速抽气采样法测量的缺陷。合理的实验结果表明该方法是可行的。     

激光粒子成像技术测定旋风分离器内颗粒浓度场的实验研究

将颗粒粒径的粒子成像测量方法应用于旋风分离器的颗粒浓度场的测量研究 ,成功地对一种蜗壳型旋风分离器内颗粒浓度场进行了无干扰瞬态多点测定 ,实验结果较为真实地反映了旋风分离器内颗粒浓度场的分布规律。文中所获得的规律性认识为今后进一步改进旋风分离器结构、提高其效率及创建新的分区模型提供了依据。初步形成了用PIV技术测定旋流场内颗粒相浓度的新方法 ,弥补了以往用等速抽气采样法测量的缺陷。合理的实验结果表明该方法是可行的     

旋风分离器分级效率的多区计算模型

在旋风分离器内部流场及浓度场测定的基础上,考虑了分离器内的短路流,颗粒间的相互碰撞、粗颗粒的弹跳以及细粉粒返混等对分离性能的影响。建立了旋风分离器分级效率的多区计算模型,并与现有计算模型作了分析比较.结果表明,多区模型的计算精度令人满意.其理论预测与试验结果较为吻合.     

旋风分离器内部流场及分离效率的数值仿真

为了研究旋风分离器内部气体和固体的运动状况与其分离机理,采用FLUENT软件对一旋风分离器内部气相流场和颗粒的运动状况进行三维数值仿真模拟.在仿真过程中,采用RNGk-ε方程来模拟其中的气相湍流流动,采用Lagrange方程模拟颗粒的运动.仿真结果表明,分离器内部的流动空间可分为内、外两个流动区域,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;固体颗粒的运动较为复杂,且带有一定的随机性;固体颗粒的分离效率与其进入分离器的具体位置有关.     

关于高能强子碰撞多重产生的分裂模型

本文计算了分裂模型的多重数矩比的值,在将其与实验值比较后,讨论了模型与实验的符合的情况。文章还导出了分裂模型的多重数分布的一种递推关系,并运用部分受激发射机制,讨论了这种递推关系的物理意义。     

气固两相圆柱绕流背风区颗粒的运动特性

为了考察颗粒在圆柱绕流背风区中的运动特性,采用欧拉双流体模型结合雷诺应力模型对气固两相微细颗粒圆柱绕流进行了数值模拟。比较了不同粒径固体颗粒在圆柱背风区中的速度和浓度分布,模拟结果表明:气流在绕圆柱流动后形成漩涡,漩涡湍流强度影响到微细颗粒在圆柱背风区的浓度分布与速度变化;气流对颗粒的漩涡卷吸作用及其自身惯性作用决定微细颗粒绕圆柱流动的形式,同时影响到颗粒在壁面附近的浓度分布;微细颗粒在圆柱背风区浓度随粒径的增加先增大后减小。     

管道粉尘气流的紊流方程组及其在环境治理中的应用

阐述管道气－固两相流的紊流方程组,包括雷诺方程和κ－ε方程的双流体模型．讨论粉尘气流的密度、质量流率和粘性的计算．描述紊流模型参数的测量和研究紊流数学方程组的简化计算．最后给出管道除尘系统在环境治理工程中的应用实例．     

从单颗粒模型到还原炉炉况的计算机放大研究

将从实验中得到的单颗粒球团矿动力学模型运用到直接还原炉中，针对不同加碳比例、不同还原温度、不同还原气供给量进行了模拟计算，得到了一些可资参考的结果。模拟结果表明，加碳球团系统较好地解决了扩散“瓶颈”问题，反应速度约加快１倍。在考虑的情况下，１３７３Ｋ的进气温度和１３１０∶６２的精矿粉对杂质的比例是最好的选择。     

港口航道整治工程数学模型的可视化

通过将静态欧拉流场矢量图转换为拉格郎日光点位移的方法给出港口航道整治工程数学模型可视化的过程．     

基于特征颜色模型的粒子滤波改进算法

针对在视觉跟踪任务中,当目标体的外形发生变化时,传统的粒子滤波算法在模型更新的过程中往往出现偏差并逐渐累积,最终导致跟踪性能降低的问题,作者通过挖掘目标体区别于背景的颜色信息,建立特征颜色模型,提出了一种改进算法.该算法首先使用粒子滤波进行粗定位,然后基于特征颜色模型分割目标.实验表明,作者提出的算法速度快,能够准确地跟踪目标的外观变化,对目标体的旋转和遮挡以及光线变化具有一定的鲁棒性,特别适合于跟踪行人和车辆等具有显著颜色的目标.     

气—固相反应薄片颗粒的宏观反应速率方程

本文导出了气—固相反应缩芯模型薄片颗粒的宏观反应速率方程．     

悬臂梁的非阻塞性微颗粒阻尼减振模型研究

基于作者曾建立的非阻塞性微颗粒阻尼（ＮｏｎＯｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｄａｍｐｉｎｇ ,简称ＮＯＰＤ） 球体元模型,根据振型叠加原理,建立了悬臂梁ＮＯＰＤ 减振模型,并建立了ＮＯＰＤ 作用下悬臂梁强迫振动响应迭代计算公式;对悬臂梁ＮＯＰＤ 减振进行了计算机仿真计算,计算结果与实验结果有很好的一致性;同时对ＮＯＰＤ 在悬臂梁上的放置位置进行了优化研究．研究结果为ＮＯＰＤ 的工程应用提供了一种分析方法     

锥形离心分离机中粒子运动的解与实验研究

作为固液及固气两相流中固体颗粒运动的基础性研究,以旋转锥形分离机为模型,水为介质,对不同尺寸的玻璃粒子在容器内的回转流场中的运动建立了动力学模型,并进行两相流在容器内实施连续流动过程中粒子运动全过程的数值解析与可视化实验.动力学模型中除考虑了传统的力外,还考虑了假想质量力、Basset力、Saffman扬力及压力梯度力等多种力的作用.计算中考虑了锥形容器锥角、流体垂直流速及不同粒子直径等参数.结果发现了容器高度、锥角、垂直水流速度、容器旋转速度以及粒子径与粒子分离时间的相互关系.计算结果得到可视化实验结果验证,并证明了其数学模型的正确性.     

风沙流中基于宏观颗粒模型的沙粒浓度分布

风沙侵蚀是造成土地沙化和干旱区地貌的主要原因,其中沙粒的浓度分布是研究输沙量、颗粒碰撞、风沙流结构等特征的主要影响因素,也是了解颗粒碰撞过程和风沙两相流耦合过程的重要研究内容。为了考虑沙粒与气流的力平衡、阻力和扭矩的变化、碰撞及摩擦等影响,运用了一种新的宏观颗粒模型(macroscopic particle model, MPM)研究沙粒在气流中的运动。与前人研究结果进行比较后发现,宏观颗粒模型在不需要任何附加模型的前提下,能实现风沙两相耦合的准直接数值模拟,根据沙粒运动速度云图所示的风沙流运动状态的不同,沙粒浓度的垂向分布会出现结论不一致的现象。颗粒流系统的内在非线性是造成风沙流运动状态不均匀、不一致的主要因素。数值模拟结果表明,利用MPM模型中的离散颗粒追踪、颗粒速度和位置等信息能够研究多相流条件下的风沙运动机理。