国家自然科学基金(51264034)
- 作品数：15 被引量：102H指数：5
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- 溢流管外壁环形齿对旋流器的影响分析被引量：5
- 2015年
- 增加溢流管外壁环形齿结构是抑制水力旋流器溢流跑粗的一种手段。为了研究环形齿结构对水力旋流器流场的影响,通过建立水力旋流器的3D模型,并利用Fluent软件进行数值模拟,最后从压力、速度、颗粒运动3个方面进行分析。根据分析结果,环形齿结构在抑制溢流跑粗的同时,会降低旋流器内部流体的压力及速度,并增加分开粒径,对旋流器的分离工作不利,需要通过其他手段克服。
- 应锐王卫兵冯静安邱艳军
- 关键词：水力旋流器数值模拟
- 旋风分离器入口上侧收缩角对流场影响研究被引量：1
- 2022年
- 为了改善旋风分离器内部流场的不对称性并提高分离效率,提出在旋风分离器的入口上侧设置收缩角,并采用Fluent软件的雷诺应力模型(RSM)对入口上侧带收缩角的旋风分离器进行数值模拟。结果表明:设置入口上侧的收缩角,可使旋风分离器近壁面区域的静压明显增加,中心轴线上的静压波动减小,并且排尘口附近的负压值变大,有利于改善颗粒返混现象;入口收缩角使入口截面逐渐变小,入口气流逐渐加速,而压降大致与入口速度的平方成正比,导致压降升高;入口收缩角没有改变短路流发生的区域,积分截面都在排气管末端下方15 mm处,但是改进后的旋风分离器短路流量减少,切向速度变大,有利于颗粒分离。
- 刘岗辉王卫兵喻俊志韩帅
- 关键词：旋风分离器压降静压切向速度数值模拟
- 内部增加中心柱的旋流器流场的数值模拟被引量：2
- 2016年
- 针对内部增加中心柱对分离电石渣用水力旋流器流场的影响,分别开展了无中心柱和内部增加中心柱的静态水力旋流器的流场模拟。利用Fluent软件对加载电石渣浆液的两个水力旋流器模型进行数值模拟,分别从压力、切向速度、湍流强度和速度矢量四个方面进行分析。模拟结果表明,内部增加中心柱使旋流器的能量损失减少,旋流器内的流场更稳定,有利于提高旋流器的分离效率。搭建试验平台进行试验研究,验证增加中心柱的水力旋流器的可行性。
- 张亭冯静安王卫兵应锐邱艳军
- 关键词：水力旋流器流场数值模拟
- 水力旋流器固液分离效率优化控制仿真被引量：4
- 2016年
- 为了提高水力旋流器的分离精度和效率,在水力旋流器内部增加中心锥以强化旋流器中的颗粒在柱段内的离心沉降。以水力旋流器内部流场分离精度为目标,分析中心锥对水力旋流器流场的控制效果,采用激光粒度分析仪和化学滴定方法测得电石渣的物料特性,通过最大切线速度轨迹面分离粒度数学模型计算出旋流器的结构参数。利用Solidwords软件建立水力旋流器的3D模型,并通过计算流体动力学(CFD)软件模拟电石渣浆液的分离过程,从压力、速度、湍流、速度矢量和质量流5个方面进行仿真。仿真结果表明,增加中心锥对提高水力旋流器的分离精度具有一定的效果。
- 张亭王卫兵冯静安应锐
- 关键词：水力旋流器中心锥数值仿真电石渣
- 缝隙式排气管对旋风分离器的性能影响被引量：7
- 2019年
- 为降低传统旋风分离器工作时排气管内气流高速旋转造成的大量能量损失,将Lapple型旋风分离器的排气管改进为缝隙式排气管,利用数值模拟和实验的方法分析了缝隙式排气管对旋风分离器的性能影响.采用RSM模型对气相流场的切向速度、静压、流动轨迹、湍流强度以及压降进行数值模拟,采用多相流模型中的DPM模型对分离器的分离效率和颗粒运动轨迹进行仿真分析.仿真分析结果与实验验证结果吻合度较好,有较高的预报精度.最终结果表明,缝隙式排气管可使传统旋风分离器的压降下降6.8%,分离效率提升5.5%;当排气管上缝隙长度或宽度增加至一定数值,分离器的分离效率达到最大.随着排气管上缝隙长度或宽度的增加,旋风分离器的分离效率逐渐趋于稳定,压降持续降低;排气管上的矩形缝隙可使排气管内产生旋进涡核(PVC)现象,随着缝隙长度的增加,旋进涡核现象有所减弱,缝隙宽度的变化对旋进涡核现象影响较小;缝隙式排气管可有效抑制普通排气管中心处回流区的产生,并使普通排气管底部以及外旋流的湍流强度降低,从而减少排气管底部的短路流,提高分离效率.通过观察不同颗粒粒径的电石渣颗粒的运动轨迹,可知Lapple型旋风分离器与新型旋风分离器内部流场呈现出有利于固体颗粒分离的组合涡结构,排气管结构的改变并未影响分离腔的原始涡流结构.
- 王卫兵孙亚权冯静安喻俊志张恒
- 关键词：旋风分离器压降
- 中心锥对水力旋流器性能影响被引量：5
- 2016年
- 利用FLUENT软件对内部增加中心锥的水力旋流器和内部增加中心柱的水力旋流器进行电石渣浆液流场的数值模拟仿真,对两种水力旋流器的压力分布、切向速度、湍流强度、速度矢量进行对比分析。通过试验验证,同等操作条件下,中心锥型水力旋流器和中心柱型水力旋流器的分离效率分别为85.04%、78.31%,溢流中Ca(OH)2浓度分别为90.07%、78.60%。仿真和试验结果表明:内部增加中心锥结构有利于提高水力旋流器的分离精度和分离效率。
- 张恒王卫兵冯静安张亭应锐
- 关键词：水力旋流器中心锥数值模拟
- 电石渣提纯用水力旋流器的设计及优化被引量：3
- 2015年
- 根据电石渣颗粒不同粒径范围内Ca(OH)2的含量,确定分离目标粒径和水力旋流器的结构尺寸。利用FLUENT软件中的多相流模型和离散相模型进行流场和颗粒运动的仿真,验证水力旋流器提纯电石渣的可行性,并对水力旋流器的结构进行优化。结果表明,利用水力旋流器对电石渣颗粒进行提纯具有一定的效果;通过对水力旋流器的结构进行的优化,增加了环形齿和中心柱,使其具有更好的分离性能。
- 应锐王卫兵邱艳军冯静安张亭
- 关键词：电石渣水力旋流器提纯
- 电石渣除杂用水力旋流器结构设计研究被引量：7
- 2014年
- 应用手工筛分法测试并分析了某厂电石渣的粒度分布,结合该厂电石渣检测数据,分析了电石渣主要成分及杂质含量,应用XRD分析了不同粒度范围的电石渣组成成分及成分含量,通过试验确定了电石渣中主要成分及杂质的密度。基于电石渣的物理特性,进行了电石渣除杂工艺分析,制定了电石渣除杂工艺方案。基于电石渣物理特性及除杂工艺方案,结合水力旋流器的结构设计理论及经验公式,对电石渣除杂用水力旋流器进行了结构设计,分析了结构设计的合理性,为电石渣除杂用水力旋流器的结构优化研究奠定了基础。
- 冯静安王卫兵唐小琦邱艳军应锐
- 关键词：电石渣除杂水力旋流器
- 细颗粒分级复合型水力旋流器结构及工艺参数的优化研究被引量：12
- 2017年
- Ca(OH)_2提纯是实现电石渣制备石灰石的关键环节,通过复合型水力旋流器对电石渣细颗粒分级,其结构参数和工艺参数,以及颗粒的物性参数直接决定Ca(OH)_2的提纯效果。基于RSM模型和混合多相流模型,对复合型水力旋流器的流场进行数值模拟,分析旋转栅结构对流场的影响;同时在平衡轨道理论的基础上,建立复合型水力旋流器的分离粒径预测模型,根据电石渣颗粒的基本特性,对复合型水力旋流器进行结构优化;制作试验样机,采用二次正交旋转组合试验设计,参考分级粒径、分离效率、处理量、分离精度、分股比5项分离指标,验证复合型水力旋流器的分离效果,确定最佳工艺参数。试验结果显示,在进料速度2.1 m/s,旋转栅转速1 205 r/min,进料质量浓度22%的操作条件下,综合分离效果最佳,此时分级粒径为70μm,分离效率达81.3%,处理量为406.7 kg/h;与静态水力旋流器对比结果表明,复合型水力旋流器在压力损耗和离心力场强度方面具有明显优势,而在颗粒的滞留时间方面处于劣势。
- 应锐喻俊志王卫兵张亭冯静安杜晟
- 关键词：水力旋流器电石渣正交试验
- 基于网格无关性与时间独立性的数值模拟可靠性的验证方法被引量：56
- 2017年
- 数值模拟的可靠性验证是判断数值模拟可信度的重要方面。本文以水力旋流器一般研究中的纯水相仿真和多相流仿真为例,对数值模拟中的可靠性验证方法进行研究,探究Gambit下网格模型划分、网格质量检验方法、Fluent仿真方法、仿真中的边界条件设置方法、相关参数计算方法,并以此为基础对数值模拟可靠性验证中的网格无关性与时间独立性检验方法进行研究,分析了网格数量与时间步长对水力旋流器压力、速度、流量模拟结果的影响特性,探讨了网格数量与时间步长的确定方法。研究结果表明:以60 mm水力旋流器为例,网格数量不应低于15万;流量的计算较压力、速度的计算对时间步长具有更高的要求,一般精度要求下,计算压力、速度,时间步长不宜低于0.005 s,对于流量计算及压力、速度的高精度计算,时间步长不宜低于0.0001 s。
- 冯静安唐小琦王卫兵应锐张亭
- 关键词：CFD数值模拟水力旋流器
