气体离心机二维供料射流流场的数值模拟

为研究气体离心机供料射流的流动状况,采用数值求解二维Navier-Stokes方程组的方法对其进行了模拟,计算得到了不同供料角度下的流场分布.结果表明,供料射流对离心机流场在径向和轴向上的分布都有影响;供料角度为0°时,气体在轴向上反复膨胀、压缩,形成膨胀波和激波,对径向的影响较小;供料角度为45°和90°时,射流对轴向的影响减弱,对径向流动的影响显著增强.由计算结果可知,离心机环流的计算中应当对供料条件进行修正.     

气体离心机单纯轴向流型下的基本全分离系数

通过推导并求解双组分同位素单位摩尔质量差任意丰度的气体离心机平均径向法丰度方程,得到任意丰度下基本全分离系数的表示式。假设流场为单纯轴向流型,求解出流场解析解,该解适合任意量纲一参量A2值。算例给出了任意A2值下的单纯轴向流型流场的一些流动特性,如速度、轴向质量通量及流型效率的分布。并在此流场模型下讨论了一些参量对基本全分离系数γ0的影响,γ0随供料量F增加而减小,随气体密度和扩散系数的乘积的增加而增大,在A2为5～6时存在最大值。     

气体离心机供料射流的三维数值模拟

通过使用有限体积法和隐式二阶迎风格式求解了三维Navier-Stokes方程组,研究了气体离心机内部供料射流。得到不同供料压强条件下供料射流流场的三维分布,数值模拟结果表明:供料射流对离心机内部流场的影响随供料压强的增大而增大;当供料压强为3 kPa时,Mach盘出现在无量纲半径0.81处。由于强旋条件下的供料射流结构较为复杂,实际供料流动情况与均匀供料假设存在较大差异,因此根据射流流场分布对环流计算边界条件进行修正,将更准确地评估离心机分离性能。     

非圆截面结构抛撒稳定性数值模拟

为分析初始速度、初始偏转角与质心位置对非圆截面结构抛撒稳定性的影响,利用Fluent程序,对结构在抛撒过程中的质心轨迹与旋转角进行了数值研究. 结果表明:质心径向的最终旋转角随初始抛撒速度的增加呈负指数衰减;在不同结构攻角条件下,质心径向和轴向旋转角均随着初始轴向偏转角的增加而减小,且质心径向偏转角降低速率相对较慢;结构攻角的增加在加剧径向偏转量的同时,削减了轴向偏转量;结构初始攻角与径向的偏转对质心轴向旋转影响不明显.     

薄膜蒸发器内流场分布与传输特性数值模拟研究

为深化薄膜蒸发器内液料传输特性方面的研究，通过Fluent数值模拟软件建立薄膜蒸发器内气液两相流三维稳态数值模拟模型，探究薄膜蒸发器内液料的径向混合和轴向传输特性，并进一步探讨液料黏度对这两个方向传输特性的影响。结果表明：圈形波与液膜的交界处为层流且夹带大量气体；圈形波的轴向流速比液膜快，并在轴向传输过程中剪切稀化，促进液料的径向混合，液料逐渐进入液膜，圈形波当量直径不断减小；液料黏度增大后，交界处的气体夹带量增多，圈形波的尺寸随之增大但轴向减小趋势不变，且减小的速度变慢；液料黏度的增大使得圈形波与液膜间的径向混合受到抑制，圈形波逐渐变成轴向传输的主力。     

大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素

根据目前无缝钢管常用的外表面常压管射流与内表面轴向喷射冷却方式,采用有限元分析软件ANSYS对大口径钢管淬火过程温度场进行数值模拟.分析了钢管的管径、钢管的旋转速度及内喷射冷却介质——水的浸润角对钢管径向冷却均匀的影响.结果表明:在大管径条件下,管径对冷却均匀影响不大;钢管的旋转速度不低于60 r.min-1,水的浸润角为270°左右时,钢管径向冷却均匀较好.     

柱状旋流分离器旋转涡核边界分布特性

采用微分雷诺应力模型对柱状旋流分离器气体单相流场中的旋转涡核边界分布特性进行数值模拟,阐述涡核的衰减形态,考察升气管直径、入口面积以及筒体长度变化对旋转涡核边界分布的影响。结果表明:零轴速包络边界与旋转涡核边界分属不同面,二者分布于升气管投影面的两侧;旋转涡核在分离器中的自然终止形态是涡核尾端弯曲终止于壁面,并沿壁面做圆周运动;涡核边界宽度随升气管直径的减小、入口面积的增大而减小;当筒体较短时,在较大跨度的升气管直径分布内,涡核边界沿轴向近似成柱状分布。筒体长度增加会使切向速度沿轴向产生衰减,涡核边界在升气管入口区域向外扩张,沿轴向向下逐渐收缩。     

碟式离心机分离性能试验及数值模拟研究

碟式离心机作为高效分离机械广泛应用于食品、化工、制药等行业生产．为探究碟式离心机的内部流场及分离效率，进行了现场试验，并根据Σ理论建立了具有20层碟片的简化三维物理模型，利用FLUENT软件对转鼓内的流场及分离过程进行数值模拟．试验结果表明，转速和进料量对碟式离心机分离效率影响较大，提高转速、降低进料量均能提高离心机的分离效率，通过分析进出口物料的粒径发现，在试验工况下，粒径大于6μm的颗粒均能被有效分离，改变操作参数主要影响粒径为2～5μm的颗粒的分离．模拟结果表明：在碟片间隙内，物料对碟片的跟随性良好，压力与半径呈现出二次型正比关系，周向速度与半径成正比关系，在沉渣区域物料明显滞后于转鼓转动，这导致离心液压和周向速度均小于理论值，同时随着转速的提高，沉渣区域物料的滞后性更加明显；由于上升通道存在，在碟片间隙内局部位置存在明显轴向速度，从而对碟片内的流动产生干扰，导致碟片大端位置的周向速度和离心液压分布不均；在两相分离过程中，颗粒自液相中分离，沉积于上碟片的下表面，并滑落至转鼓沉渣区，固相颗粒在碟片间隙内主要堆积于定距条前侧，在相邻两个定距条之间，固相体积分数沿顺时针方向减少．研究方...     

刚体-流体耦合运动的浸入边界法研究

为避免复杂贴体网格的生成和动、静界面滑移网格技术插值带来的误差,提出采用浸入边界法模拟流体刚体的耦合运动.借助求解不可压缩N-S方程组的分步投影方法的思想,来求解基于浸入边界法的耦合系统方程.其中刚体边界离散点的作用力密度通过强制满足刚体边界的无滑移条件（位移和速度一致）导出,结合刚体定轴旋转的动量矩定理,采用Newmark时间积分方法,实现对刚体运动特性的预测.同时,通过δ光滑函数,将刚体边界离散点的作用力密度转换到流体的欧拉网格点上,实现对流场速度的修正.在空间离散上,对流项采用Quick迎风格式,扩散项采用中心差分格式,采用2阶显式Adams-Bashforth法离散时间项.以雷诺数为300的圆柱绕流为基准数值算例,验证数值计算结果的可靠性.      

循环流化床脱硫器文丘里式入口对流动特性的影响

以循环流化床脱硫反应器为研究对象，所建的实验装置采用了工业上最新应用技术——文丘里管气体分布器，对文丘里扩散段和提升管内的速度场进行了测量，用速度分布不均匀度的概念详细讨论分析了气体轴向速度沿径向位置的分布和轴向发展规律，并与数值模拟解进行了对比．研究结果表明，装置的侧向进口结构和回料管的存在严重影响提升管底部气体速度分布的均匀性，提升管底部产生了不良的气体流动行为，在回料管一侧，甚至出现了旋涡，提升管段的稳定流动区域远离提升管的进口端．     

Influence of Some Physical Parameters on the Separation Efficiency of a Gas Centrifuge

ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＳｏｍｅＰｈｙｓｉｃａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｎｔｈｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａＧａｓＣｅｎｔｒｉｆｕｇｅＹｉｎｇＣｈｕｎｔｏｎｇ（应纯同）；ＺｈａｎｇＣｕｎｚｈｅｎ（张存镇）；ＦｕＲｕｉｆｅｎｇ（傅瑞峰）；...     

离心级联全分离因子的实验数据分析

在离心级联分离多组分稳定同位素过程中,找出组分间的全分离因子同它们的相对分子质量差之间存在的确定性关系,有利于级联的分离计算和实验研究。建立了实验数据可靠性分析原则,确定了符合实验条件的数据;得到在定常态下短离心级联中,任意组分间的全分离因子与其组分间的相对分子质量之差存在指数关系。应用所建立的级联全分离因子关系式,对文献中发表的离心级联分离稳定同位素的实验数据进行了分析研究和补全工作。     

双层材料离心机转子温度场的数值分析及参数研究

为了解离心机转子系统的温度分布 ,在分析离心机转子系统传热机理的基础上 ,将双层材料的离心机转子温度场处理成求解二维轴对称稳态温度场的数学模型。利用四边形四节点等参单元的有限元方法 ,建立了计算离心机转子系统温度分布的数值计算方法 ,计算出了不同条件下的温度场分布 ,并与实验结果进行比较。对双层材料离心机转子传热特性和离心机参数进行了分析和研究。     

三维强旋流场中的激波捕捉

为了研究激波对气体离心机取料支臂附近流场的影响,采用数值求解三维N av ier-S tokes方程组的方法来模拟三维强旋流场。使用有限体积法中的二阶迎风格式离散方程,隐式迭代求解。计算捕捉到了障碍物前方的脱体激波,随着径向位置的增大,激波的强度逐渐变大,激波面与支臂表面的距离越小;支臂与转子侧壁之间形成了斜激波,向下游延伸,同时激波面向内弯曲;激波对转子侧壁有影响;激波对上边界的影响很小。计算结果表明该文的方法对强旋流场的计算是有效的。     

振动台垂臂安装条件下与离心机机臂的相互影响的计算

分析了振动台垂臂安装情况下振动离心复合系统的受力，建立了相应的物理和数学模型，计算出振动台和离心机的相互影响。计算结果表明：振动台的振动引起离心机机臂的上下摆振，在共振频率段影响很大，离心机机臂的上下摆振在远离共振频率段对振动台几乎没有影响，在共振频率段有一定影响。     

Numerical Study of the Feed Flow and Its Influence on the Separation Efficiency of a Gas Centrifuge

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｆｔｈｅＦｅｅｄＦｌｏｗａｎｄＩｔｓＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆａＧａｓＣｅｎｔｒｉｆｕｇｅＦｕＲｕｉｆｅｎｇ（傅瑞峰）；ＣｈｅｎＷｅｉｂｏ（陈伟波）；ＹｉｎｇＣｈｕｎｔｏｎｇ...     

离心级联基本全分离因子的计算与分析

离心级联分离多组分稳定同位素可以用一组含有单位相对分子质量差下的基本全分离系数的方程表示。通过对不同形式的离心级联进行丰度计算,得到任意两种组分间的全分离因子与它们的相对分子质量之差成指数关系。对矩形级联中各种参数,如级联分流比、供料丰度、以及单机的基本全分离因子等,对于级联的基本全分离因子的影响进行了详细的讨论,得到了级联基本全分离因子同各种参数的关系曲线,确定了基本全分离因子为影响级联分离性能的重要参数之一。     

带贫料端挡板的离心机的流场及分离性能的研究

从线性化的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组出发,采用有限差分的数值计算方法,研究带贫料端挡板的离心机内的流动特性。并在流场计算结果的基础上,用改进的径向平均法求解丰度方程,用复合形法对流动参数进行优化选择并对带贫料端挡板的离心机的分离性能进行了计算。带挡板后流动图象很复杂,挡板会使机械驱动和下盖驱动效应明显减弱,但能改善流型效率。优化选择后,带贫粒端挡板的离心机能使分离效率明显提高。     

双锥度锥篮离心机的研究

根据常规锥篮离心机的结构特点,提出新型双锥度锥篮离心机。文章分析了该机的设计思想、实验方案及发展方向,与常规锥篮离心机相比,双锥度锥篮离心机具有较好的分离效果。