非球形催化剂颗粒撞击构件的数值计算分析

研究催化裂化过程中壁面遭受磨损的问题。采用有限元方法建立单颗和多颗催化剂颗粒撞击构件壁面的有限元模型,运用ABAQUS有限元分析软件作为前处理器,并将颗粒形态设定为非球形(椭球形)。在有限元模型中选取相应的材料本构模型,模拟不同参数(入射速度、撞击角度和撞击次数)的催化剂颗粒撞击构件壁面的过程,建立构件壁面的质量损失与催化剂颗粒参数间的关系,并对模拟结果进行分析。撞击过程中的不同参数对构件壁面的磨损量会产生较大的影响,构件壁面的磨损量随着入射速度、撞击角度和撞击次数的增大而增大,且催化剂颗粒以45°的形态撞击所造成的构件壁面磨损量最小。构件壁面在使用过程中很容易被冲击而造成磨损,且颗粒在不同情况下造成的磨损状况不同。

离心泵内部两相流模拟及其叶轮的流固耦合分析

应用N-S方法和标准k-ε湍流模型,采用SIMPLE法,对离心泵内部三维固液两相流进行了模拟计算。得到不同固相(颗粒)浓度下的离心泵内部压力分布和内部颗粒浓度分布情况,并且基于流固耦合原理对离心泵叶轮进行结构分析,采用多物理场协同仿真平台ANASYS Workbench,通过单向流固耦合技术实现离心泵叶轮结构的仿真计算,获得了离心泵叶轮在同一工况、不同固相浓度下的等效应力及变形情况。计算结果表明,蜗壳中压力和固相体积浓度分布规律都是从进口处随蜗壳半径增大而增大,并且在隔舌处出现浓度分布不均匀的现象。各种计算条件下,叶轮的等效应力和总变形情况变化趋势基本上相同,叶轮的应力分布都不均并且存在局部应力集中,固相体积浓度越大离心泵叶片的变形也越严重。