国家自然科学基金(21106181)
- 作品数：23 被引量：129H指数：8
- 相关作者：王江云毛羽王娟魏耀东张果更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）中国石油大学(北京)中国石油大学（华东）更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国石油大学(北京)科研基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：化学工程石油与天然气工程自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 旋流雾化喷嘴内气液两相流动的特性研究被引量：7
- 2020年
- 采用试验和数值模拟相结合的方法,对旋流雾化喷嘴内部气液两相流动特性进行研究,揭示旋流雾化喷嘴内部的流动机理,有效预测其雾化特性。计算模型采用雷诺应力(RSM)湍流模型和欧拉-欧拉(Euler-Euler)两相流模型。结果表明,当气液体积比为600、气体流量小于25 m3/h时,模拟计算结果与试验数据吻合较好。在喷口内部,由于流通截面的减小,二甘醇的切向速度迅速增大,在喉部区域达到峰值,流经喉部后,由于流通面积的增加,切向速度呈减小趋势。随着气体流量的增加,二甘醇的射程越来越远,当气体流量分别为15,20,30 m3/h时,二甘醇的分配不均匀度分别为27.94%,26.05%,33.42%,呈现先减小后增大的趋势。
- 王娟高助威张雪淼王江云王江云
- 关键词：气液两相流数值模拟不均匀度
- 突扩突缩管内液-固冲蚀的数值模拟被引量：20
- 2014年
- 采用数值模拟的方法研究了突扩突缩管内的紊流及液-固冲蚀过程。计算得到的管内流场特征与实验数据吻合较好,验证了所采用的湍流模型和计算方法的准确性。在流场模拟基础上,应用自定义函数(UDF)的方式修正了计算流体力学软件(Fluent)中的固有冲蚀模型,并重新模拟计算了突扩突缩管内的冲蚀过程。结果表明,修正后的冲蚀模型计算得到的冲蚀速率与实验数据吻合较好,较为准确地预报了管内冲蚀过程,可以用于管道及设备冲蚀的工程预报。
- 冯留海王江云毛羽张歌王娟
- 关键词：数值模拟
- 新型喷雾造粒喷嘴内闪蒸过程数值模拟被引量：1
- 2015年
- 根据戊烷闪蒸相变中的传质传热规律,改进了戊烷闪蒸过程的经验模型,并将其植入到CFD软件Fluent中,较为准确地预测闪蒸雾化的非平衡热力学过程。对新型喷雾造粒喷嘴内气液戊烷和沥青的三相闪蒸流动过程进行了数值模拟,结果显示:介质在新型旋流喷嘴内呈现分层流动,能够控制戊烷闪蒸速率,可以制备质量较好的沥青颗粒。
- 蒋涛毛羽王江云王永磊
- 关键词：闪蒸
- 排气管直径对旋分器非轴对称旋转流场的影响被引量：10
- 2015年
- 采用相位多普勒分析仪研究了4种不同排气管直径的旋风分离器气相非轴对称旋转流场。结果表明,实验测得的切向速度、轴向速度、湍流度分布与旋风分离器典型流场分布特点一致;随着排气管直径的减小,旋转中心与旋风分离器几何结构中心之间的偏心距也明显减小,其内部流场分布的非轴对称性减弱,有利于提高旋风分离器的分离效率,并降低因涡核摆动造成的摩擦阻力。说明合理地设置排气管直径是抑制单入口旋风分离器非轴对称旋转流动、提高旋风分离器性能的有效手段。
- 孟文王江云毛羽张果王娟
- 关键词：旋风分离器排气管湍流度
- 旋风分离器自然旋风长的影响因素被引量：5
- 2019年
- 自然旋风长为旋涡尾端到排气管下口截面的轴向距离。旋涡尾端是复杂的湍流动力学现象,对旋风分离器内颗粒返混、壁面磨损、料腿结垢和堵塞有重要影响。目前,学者们将自然旋风长的影响因素主要归结为筒体直径、入口面积和排气管直径3个方面,忽略了其他结构参数及操作参数的影响,故经验公式的准确性及适用性较差。笔者对旋风分离器内部能量传递过程进行分析,阐述旋涡尾端的存在机理,并实例说明自然旋风长经验公式的局限性与不足,总结了筒体的高/径比、锥体尺寸等几何参数,以及入口速度、入口浓度等操作参数对自然旋风长的影响,以期为旋风分离器高度的设计优化提供参考。
- 高助威王娟王江云王江云
- 关键词：旋风分离器影响因素
- 立式天然气多管旋风分离器内流体的流动特性被引量：6
- 2015年
- 利用数值模拟的方法,采用Reynolds应力输运模型和随机轨道模型,对一种立式天然气多管旋风分离内的湍流气粒两相流动进行了全尺寸的数值模拟。为了反映真实的流动过程,计算过程中对进气室、集气室、集尘室及各轴流旋风分离器等复杂结构没有进行简化,并实现了完全结构化的网格划分。结果表明,除尘器内各旋风单管的工作状态并不相同,集尘室内含尘气体在各单管间发生窜流返混,影响了多管旋风分离的分离效率;此外,计算结果还表明,适度提高泄气率有助于抑制单管间的窜流返混,为天然气立式多管旋风分离的优化设计提供了理论依据。
- 王江云毛羽王娟
- 关键词：窜流返混
- 内构件技术在旋风分离器内的应用进展被引量：3
- 2019年
- 内构件技术的开发与应用对于提高工业设备的利用效率、降低其能量损失具有重要意义。旋风分离器是用于气-固分离的工业设备,随着化工过程的发展,工艺上要求在保证分离效率的同时,能够减小压降。首先对旋风分离器的工作原理进行了介绍,分析了其减阻增效的机理。相比于结构优化和其他措施,安装内构件能够降低生产成本和缩减工程量。概述了减阻杆、导流叶片、稳涡器等几类内构件的工作原理和能够解决的流动问题。得出结论:在不改变旋风分离器结构尺寸的情况下,安装内构件能够改善旋风分离器内的干扰涡流,提高内部流动的稳定性,从而有效地实现分离器的减阻增效。此外,对内构件的发展趋势进行了展望。内构件的组合使用以及新型高效减阻内构件的开发,会更倾向于多元化、细致化、精确化、简约化,不仅能够提高分离效率,而且可以满足各种环保及工艺要求。
- 高助威王娟王江云王江云毛羽魏耀东
- 关键词：旋风分离器内构件减阻杆导流叶片
- 两种不同入口结构旋风分离器内涡核摆动的对比被引量：2
- 2018年
- 为了探究入口结构对旋风分离器内涡核摆动的影响,采用雷诺应力模型(Reynolds stress model,RSM)对两种不同入口结构旋风分离器内旋转流动进行了气相流场的数值模拟。结果表明,切向速度在截面上呈现明显的非轴对称现象,主要表现为等值线分布不对称,零值所在位置与几何中心不重合,零值靠近壁面的一侧,切向速度较大,零值远离壁面的一侧切向速度较小。直切式旋风分离器内部偏心比(|Δr|/D)多在0.025～0.050,而蜗壳式旋风分离器内部偏心比则多在0.000～0.025,偏心程度明显下降。蜗壳式旋风分离器在90～270°截面和180～360°截面上的旋转中心偏移轴线值(|Δx|和|Δy|)的平均值均减小,蜗壳式旋风分离器偏心距(|Δr|)的平均值相对于直切式减小23.5%。
- 高助威王娟王江云毛羽
- 关键词：旋风分离器数值模拟偏心距
- 杆状内构件对旋风分离器流场和性能的调控
- 2023年
- 采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计算结果表明,增设杆件于旋分器内部非轴心位置,随着杆远离几何中心切向速度先增大后减小,且当杆件置于外旋流区域时切向速度降低幅度更大。因此,杆件置于非轴心位置时能起到减阻的效果,且随着杆远离几何中心,减阻幅度先增加后减小,杆件位于外旋流时减阻幅度最大,最高可达38.3%。随着杆件远离旋风分离器几何中心,Stk 50先增大后减小,其分离性能先降低后升高。杆件置于轴心位置时,分离效率最高,同时压力降也最高。杆件位置的改变能影响旋风器的流场分布,从而影响其性能。可以根据应用场景的需求,选择合适杆件的位置。以高分离效率为标准时,可将杆件置于距离几何中心较近的位置,甚至置于几何中心处。以低能耗为标准时,可将杆件置于距离几何中心较远的位置。
- 解凯王娟王江云李迪孙国刚毛羽
- 关键词：湍流模型切向速度压力降
- 单入口双进气道旋风分离器内冲蚀特性被引量：8
- 2016年
- 采用雷诺应力湍流模型、离散相模型和改进的冲蚀模型对一种单入口双进气道旋风分离器内的气-固紊流及冲蚀过程进行了数值模拟,得到旋风分离器内壁面冲蚀速率详细分布规律。结果表明,固体颗粒对旋风分离器内壁的冲蚀主要发生在蜗壳上顶板、蜗壳与筒体连接段及排尘口处;在旋风分离器分离空间内,由上至下旋流稳定性逐渐减弱,导致壁面冲蚀速率逐渐增大。与普通单入口旋风分离器相比,在相同处理量时,单入口双进气道旋风分离器内形成的轴对称稳定旋流可以有效减弱颗粒与壁面的碰撞和磨削,从而明显降低壁面摩擦阻力损失和冲蚀速率,有利于旋风分离器的压降降低和长周期稳定运行。
- 王江云冯留海张果毛羽王娟
- 关键词：旋风分离器冲蚀数值模拟
