轴流导叶式旋风管内气固两相流的实验研究

为研究颗粒分离机理，提高分离性能，采用五孔球探针测试仪及等动采样法对轴流导叶式旋风管内气固两相流速度与压力分布进行了测量，并分别对不同导流锥和排尘结构参数下的纯气流流场及颗粒浓度场分布进行了对比分析。实验结果表明，旋风管内气流切向速度分布呈典型的准Rankin涡结构，固相颗粒分布在离心力作用下沿径向分为近壁的密相区与中心的稀相区。减小导流锥下口内径，采用带有排尘侧缝的单锥排尘结构有利于旋风管内颗粒的分离。     

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     

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。     

PSC型旋风管内气相流动的实验与数值研究

采用实验测量与数值模拟相结合的方法对PSC型旋风管内气相流动的三维流场进行了研究.结果表明,用雷诺应力湍流模型对流场的模拟计算与五孔球探针的测量结果基本相符,二者均证实PSC型旋风管内带有开缝结构的导流锥和排尘锥能够实现有效的气固两相流动控制,改善流动分布状态,有利于分离性能的提高.     

PSC型旋风管内气相流动的实验与数值研究

采用实验测量与数值模拟相结合的方法对PSC型旋风管内气相流动的三维流场进行了研究。结果表明，用雷诺应力湍流模型对流场的模拟计算与五孔球探针的测量结果基本相符，二者均证实PSC型旋风管内带有开缝结构的导流锥和排尘锥能够实现有效的气固两相流动控制，改善流动分布状态，有利于分离性能的提高。     

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.     

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.     

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”。     

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.     

新型旋风除尘器分离超细石英砂颗粒的实验研究

采用一种新型的除尘器[1],其结构不同于常规型除尘器。外筒体自上向下渐扩,含尘气体自进气管进入内筒体后即旋转向上,一些尘土颗粒一出内筒体即被甩至外筒体筒壁获得分离,进入外筒体内的气流在外筒体的渐扩段被气流携带而上,由出气管排出,形不成较强内旋流,降低了气流在除尘器内的速度梯度及压降,降低了能耗状况,也大大降低了分离颗粒的夹带几率,提高了对固体颗粒的分离效率。将内筒为150mm的除尘器用于超细石英砂颗粒的分离,在入口风速为26m/s条件下,其切割粒径达到1.4μm。     

蜗壳式旋风分离器内流场的特点

用五孔探针和热线风速仪测定了蜗壳式旋风分离器内的速度场和压力场,分析了上部入口结构、芯管插入深度和锥体长度对流场的影响.测定表明,蜗壳式旋风分离器内流场是一个非轴对称的三维湍流场.上部环形空间内有明显的顶部二次流存在,因而形成上灰环.芯管末端附近有较大的向心径向速度,呈短路流现象.在锥体下部有较大的偏心流,因而造成排尘口处粉尘返混,降低分离效率.斜底入口结构的旋风分离器可以减少二次流的流量,增加环心空间的径向速度,而对下部流场影响很小.芯管插入深度对芯管末端附近的径向分布有影响,而对短路流量影响很小.     

Numerical simulation of the asymmetric gas?phase flow field in a volute cyclone separator

The gas-phase flow field in a cyclone separator with a volute inlet is numerically simulated based upon the Reynolds stress model (RSM) on the platform of commercial computational fluid dynamics (CFD) software, FLUENT 6.1. The asymmetric characteristics of the flow field are analyzed in this paper. The results indicate that the gas?phase flow field is slightly asymmetric in the tube and cone spaces, but remarkably asymmetric in the annular space. Meanwhile, it can be seen that the axial center of the gas flow vortex deviates from the geometric center of the cyclone. This swirling eccentricity results from the asymmetrical inlet structure and the instability of the swirling flow. The deviated distance, and direction varies with the axial position and the maximal deviated distance is approximately 0.07R. The offset of two centers makes the radial velocity of the gas?phase flow field have a remarkable asymmetrical profile. The asymmetric characteristics of the radial velocity distribution are first explained in this study. The above results are in fair agreement with the experimental data from the literature.     

小流量下尾水管锥管内流的PIV测试试验研究

采用PIV激光内流测试设备对一个改进的HL220转轮模型试验所使用的尾水管锥管流场进行了测试，并对所测试各截面上的流场分布进行了详细的分析，研究了小流量工况下锥管径向面和于午面上的流场分布规律．结果表明：在小流量工况下，尾水管锥管内的瞬态流场呈现出明显的非定常特征，锥管中心处存在明显的回流，管壁处存在涡流；不仅小流量工况下的流场与最优工况下流场存在明显区别，小流量工况下瞬态流场与时均化流场的分布规律之间也存在一定的差异．PIV测试中采集收集的实验数据，有助于混流式水轮机小流量下尾水管非稳定性分析的内在机理研究，为CFD分析提供对比依据．     

旋风除尘器内锥形扩口芯管对其性能的影响分析和实验研究

用平衡粒径模型分析了旋风除尘器内常用的柱菜芯管结构存在的缺陷,提出了用带锥形扩口和十字板的芯管改进旋风除尘器的内部芯管结构,并用实验研究测得了新型结构减阻效的幅度。     

旋风分离器内颗粒轨迹的计算方法

采用单颗粒动力学模型计算旋风分离器内颗粒运动轨迹,并由此可算出粒级效率。分离器内时均流场用实测流场的回归公式计算。计算结果表明,由该理论方法求得的分离效率与实测效率相吻合,而且入口气速越大,分离效率越高。紊流对小颗粒的运动影响显著,大颗粒则在时均流场和紊流流场中有近乎相同的粒级效率。运用该方法,通过大量的轨迹计算可以描述颗粒的分离过程,进而可对改进分离器的性能提供理论指导     

回转分离器内气固两相流的理论分析

详细地推导了回转分离器内颗粒的运动方程,对分离器内颗粒的运动轨迹.特别是在考虑颗粒形状对阻力影响的情况下作了一定程度的计算,将计算结果与球形颗粒运动轨迹进行了比较,并作了适当的分析.此外,还较为详细地介绍了此类问题的数值求解方法.     

旋风分离器内断面流量的实验研究

实验测定了常规旋风分离器内断面流量沿高度的分布,发现了在排气芯管入口断面附近有近24％的短路流量并提出设法减少这部分短路流量是提高分离效率研究的一个方向．通过对安装不同类型减阻杆后下降流量的测定比较,发现了非全长减阻杆下端固定时有增加减阻杆上方断面下降流量的功能．这将延长含尘气流在分离器内的停留时间,从而提高分离效率．     

双级旋风分离器特性的计算机预报

利用计算流体力学ＣＦＸ４．２ 软件对双级旋风分离器的气固两相流进行了三维数值模拟,采用贴体坐标系统描述复杂的几何边界和基于交错网格的网格系统;对于气相流场,采用雷诺应力模型计算旋转流动,在拉格朗日坐标中计算粒子运动．为优化求解,采用多块结构适体网格,利用ＳＩＭＰＬＥ 算法解离散方程;此外,给出了双级旋风分离器内不同截面的速度分布和５ 种不同尺寸共６０ 个粒子轨迹．研究结果表明,双级旋风分离器比常规的旋风分离器分离效果要好．     

入口下倾小型旋风分离器的仿真设计

以一台4 t/h燃煤锅炉烟气的旋风分离器为对象,采用R-k-ε湍流模型,利用Fluent软件对Stairmand HE型分离器内部流场进行三维数值仿真分析,并采用离散相模型对固体颗粒进行追踪,研究旋风分离器筒体结构及运行参数对其分离效率、运行压降和磨损的影响,获得了同时具有较高分离效率、较低运行压降、较少磨损的入口下倾...