扰流锥对立式涡流空气分级机流场和颗粒分级性能的影响

立式涡流空气分级机淘洗区内部结构是影响其流场分布的重要因素之一,采用数值模拟方法对淘洗区内有、无扰流锥两种不同结构下的空气分级机流场分布及颗粒分级效果进行对比分析。数值模拟结果表明：扰流锥可以阻碍旋涡的形成,使得淘洗区筒体内气流绝对速度整体变小,高频脉动湍涡数量减少;扰流锥减小了环形区和转笼叶片间通道气流径向的速度波动,使得流场分布均匀,有利于提高分级精度。然而,扰流锥的存在使得气流上升过程中的能量消耗增大,导致气流速度降低。碳酸钙粉体分级实验和离散相模拟结果相吻合,物料分级实验结果表明,当进风口风速29 m/s、转速800 r/min时,扰流锥的存在可以使分级粒径减小13.2%,分级精度提高4.2%;然而扰流锥的存在会妨碍粉体在淘洗区筒体内充分分散,导致粗粉中残留较多细粉,旁路值增大1.4%,产生“鱼钩效应”。     

涡流空气分级机内湍流涡频谱对其性能的影响

依据湍流基本概念和涡频谱基本理论 ,讨论了涡流空气分级机内不同频率、不同尺度的湍流涡对物料分散和分级精度的影响 ,提出高频脉动的小尺寸湍涡有利于团聚体解吸、粉料的分散 ,能提高物料分级精度和分级效率。在不改变转笼外边缘和导流叶片内边缘间环形区宽度的情况下 ,通过在转笼外边缘分别沿径向叶片圆周呈90°角对称加四根杆 ,改变环形区湍流涡频谱分布 ,增加高频小湍涡 ,使得分级精度指数分别从 0.71,0.62提高到0.80 ,0.76 ,相对提高 12.7%和 22.6 %。     

两段串联涡流空气分级机操作参数对其分级性能的影响

依据涡流空气分级机的分级理论，通过物料实验研究了两段串联涡流空气分级机系统喂料速度、两段转笼转速组合、两段进口风速组合等操作参数对其分级性能的影响。结果表明：分级精度和切割粒径随喂料速度的增大而降低；无论两段转笼转速差值保持恒定或增大，切割粒径和分级精度都随二段转笼转速的增大而减小；二段进口风速大于一段进口风速，存在“鱼钩”效应。     

涡流空气分级机“鱼钩效应”的实验研究

文中研究了涡流空气分级机分级过程中由于颗粒细化而导致在Tromp曲线上产生“鱼钩效应",导致分级效率降低。根据实验分析了在涡流空气分级机分级中,分级转笼转速、进口风速、给料固体浓度以及给料粒度对“鱼钩效应”的影响。对减弱粉体分级过程中的“鱼钩效应”、涡流空气分级机的操作,具有一定的指导意义。     

涡轮式气流分级机分级效率数学模型研究

为提高涡轮式分级机的分级精度和分级效率，研究了不均匀气流速度场和团聚对它们的影响，分别建立了两种影响的数学模型，研究表明，分级机结构是影响分级精度的决定性因素，而团聚则严重影响较细颗粒的分级效率，导致所谓的“鱼钩效应”，文中理论可用于指导分级机的设计和粉体的制备。     

两相流CO_2喷射器内部流场的数值模型

利用计算流体动力学模拟软件Fluent建立两相流CO_2喷射器非均相模型,基于非均相模型对CO_2喷射器的内部流场进行数值模拟,分析喷射器内部流场的相变、压力和速度变化情况,通过实验验证了模型精度;通过改变喷嘴段结构参数,探究了喷嘴设计对于喷射器性能的影响,并对喷射器结构进行优化.结果表明:喷射器喷射流量以及引射压力的模拟值与实测值的误差分别为6.5%和5.0%,即所建模型具有较高的精度;当喷射器喷嘴段出口出现激波现象时,流体的压力和速度均出现波动,并且存在明显的边界层;喷嘴发散段的长度越长,喷射流量越小,喷射速度越高;通过优化喷嘴段结构参数,可使喷射器的效率提高10.5%.     

超细粉射流分级机的流场分析

对实验室级小型超细粉射流分级机中的流场分布进行了测量与理论分析,并通过数学回归,推导出了分级室中流场的速度分布方程。     

涡流空气分级机分级功能区研究

从理论上分析了涡流空气分级机的分级过程,在此基础上把涡流空气分级机内部分为主要分散区、分散分离区、第二分离区、辅助分离区、阻力区五个功能区,讨论了各功能区在分级过程中的作用,用物料试验证明了作者的分区正确.在此基础上改进了主要分散区、分散分离区、第二分离区三个功能区,得到更好的分级效果;这将对理解和改进涡流空气分级机分级性能进而开发出性能更好的涡流空气分级机具有指导作用.     

实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证

利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域,为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验,建立了PDC钻头流体测试实验台架,利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析,两者吻合较好。     

转笼生物反应器流场的滑移网格与动网格计算比较

转笼生物反应器是利用动态流化床的理念研制的一种新型反应器,其内部流场直接影响反应器的污水处理效果,采用计算流体力学方法(CFD)模拟其内部流场,对于优化转笼结构,提高污水处理效率有着重要作用.通过采用滑移网格与动网格两种方法对转笼内部流场进行计算比较,分析表明:滑移网格在模型处理、复杂运动边界模拟和计算结果连续性方面不及动网格模型;滑移网格在计算耗费方面优于动网格模型.     

旋转射流流线分析及旋流强度的计算

为了研究旋转射流的流动特性以及喷嘴和叶轮的几何形状对旋转流体旋流强度的影响,对旋转射流的流动及旋流强度进行了理论分析及计算。结果表明,在理想情况下,旋转射流的流线为一条对数螺旋线。为了使水力损失最小,导向叶轮的外形应与其流线相一致,旋流强度的大小取决于喷嘴的各个参数及叶轮的几何形状。同时利用五孔探针对不同旋流强度的喷嘴进行了轴向速度、切向速度的实测试验。试验结果表明,在旋转射流的主体段,轴向速度剖面呈现出“Ｍ”形分布特点,切向速度剖面呈现“Ｎ”形分布特点。旋流强度越大,旋转射流轴向速度越小,切向速度越大。旋转射流的能量随旋流强度的增加,衰减加快,射程变短。     

SCX400型超细选粉机研制

SCX400超细选粉机主要针对粒径在20μm以下的超细粉体的分级。文章论述了SCX400型超细选粉机粉体运动轨迹、分级原理以及转子转速与进口风量对分级精度的影响,研制了由传动系统、分级装置和进出料装置等组成的SCX400型超细选粉机,论述了由72片长方形转子叶片沿圆周均匀分布,形成细密"空气动力筛"的转子和转子与壳体间形成气动密封装置结构特征,并以粉煤灰为物料在该选粉机上进行模拟实验研究,获得各主要参数对选粉机的影响情况以及该选粉机的性能特点。     

涡旋压缩机排气过程的三维数值模拟计算

根据涡旋压缩机实际排气过程的特点,通过对物理模型的合理简化,建立了描述排气过程的准静态三维湍流流动数值模拟计算模型,对排气一周内不同动盘转角时刻中心腔内的流动分布及通过排气孔的流动进行了详细的数值分析.数值计算结果表明,涡旋压缩机工作腔内存在大量环流,沿着轴向在靠近排气孔0～10mm(型线高度为52mm)的范围内轴向速度很大,比同一截面内径向速度大一个数量级.从无量纲压力损失系数分布图得出,排气流动阻力损失主要集中在排气孔开启阶段,排气孔的开启特性对流动损失影响最为明显.在开设排气孔时应着重考虑孔的开启特性,纠正了目前开设排气孔面积越大越好的观点,为排气孔口的合理开设提供了理论依据.     

Experimental study on the unsteady flow betweenrotors of counter-rotating fan

A more accurate calibration and measurement technique with a single wire velocity measuring instrument is used to study the unsteady velocity between the rotors of a counter-rotating axial fan, and some special concluding remarks of unsteady effects were obtained. The unsteady potential influence of the downstream rotor is a dominant factor; the wake disturbance of the upstream rotor is less important. The radial velocity is mainly affected by the vortex strength of the secondary flow at the upstream blade tip and hub region.These results are important for elucidating the mechanism of unsteady flow in a counter-rotating axial compressing system.     

贯流泵装置出水流道进口区压力及速度场分析

为分析贯流泵装置出水流道进口区流场的非定常特性,在考虑水泵与流道的水力相互作用基础上,采用RNG k-ε湍流模型对贯流泵装置进行全流道的非定常数值计算。通过非定常求解预测的贯流泵装置能量性能数据与物理模型试验值进行对比,验证数值计算方法的可信度,分析出水流道进口区非定常压力及速度场的演变规律。结果表明:(a)贯流泵装置数值预测的扬程系数与模型试验结果的最大相对误差为3.15%,效率的最大相对误差为3.07%。(b)出水流道进口区轴面速度场的波谷数与导叶体的叶片数相同。(c)随着流量系数的减小,出水流道进口区的轴面速度场的波峰特征越趋明显,轴面速度的尾迹特征逐步增强。(d)水流经出水流道扩散,速度逐步减小而压力逐渐增大,出水流道进口区的脉动主频受叶轮旋转的影响很小,压力波动主要受导叶体进口流态和导叶体结构的双重影响。(e)不同工况时各监测点的主频及次主频均为低频脉动。