α型旋流器流場的數(shù)值模擬與性能研究.pdf

1、本研究以流體模擬軟件FlLlent6.2模擬α型水力旋流器流場結(jié)構(gòu)及固體顆粒運動情況，分析了旋流器內(nèi)的渦流狀況和固體顆粒的運動軌跡，為改善旋流器內(nèi)流場分布，提高旋流器的性能提供理論依據(jù)：并在模擬結(jié)果的指導(dǎo)下，提出采用錐形漸擴(kuò)溢流管結(jié)構(gòu)以降低能耗、提高分離效率。所作主要研究工作如下： 1、運用流體模擬軟件Fluent6.2，基于RSM模型對旋流器模型進(jìn)行模擬運算，結(jié)果表明：α型旋流器消除了常規(guī)旋流器存在的“砂環(huán)”的影響；流型規(guī)整、

2、流場穩(wěn)定，減少了入口部位阻力損失。分離空間內(nèi)切向速度和軸向速度分布的軸對稱性較好，旋流腔不存在次級渦流。 2、在RSM模型模擬湍流流場的基礎(chǔ)上，采用相間耦合的隨機(jī)軌道模型對固體顆粒運動軌跡進(jìn)行初步考察，并對不同粒徑顆粒的分離效率進(jìn)行了模擬與實驗的比較分析。結(jié)果表明，進(jìn)入旋流器的大顆粒旋轉(zhuǎn)的螺距較大，顆粒被迅速甩向器壁旋轉(zhuǎn)向下，進(jìn)入底流被捕集。小顆粒旋轉(zhuǎn)的螺距較小，它離開(被捕集或逃逸)分離器的時間(路程)較長。該方法對于粒級分離

3、效率具有一定的預(yù)測性。 3、提出采用錐形漸擴(kuò)溢流管結(jié)構(gòu)的旋流器，模擬結(jié)果顯示：溢流管結(jié)構(gòu)的變化基本上未改變壓力的分布：在溢流管內(nèi)，只有動壓分布受到影響；而在分離空間內(nèi)，其各項壓力分布與普通旋流器內(nèi)的分布趨勢基本相同。溢流管內(nèi)的切向速度值低于常規(guī)型，而其他有效分離空間內(nèi)的切向速度值均高于常規(guī)型。 4、α型旋流器實驗測試結(jié)果表明：對于高固含量的物料(固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)60％)，漸擴(kuò)溢流管的α型旋流器的分離效率達(dá)到了92％以上，