碟式离心机碟片间薄层两相流分析

针对离心力场下薄层流场内的两相沉降过程,以多相流理论为基础,以CFD模拟研究碟式离心机碟片间隙内流场及多组碟片间薄层流场的三维流动模型。结果表明,多层碟片间的进料量自下往上逐层增大,碟片间薄层流场内物料的相对沉降速度由中性孔向端口逐步增大;靠近碟片外端口物料流动具有相对滞后性,定距筋条间区域的物料流动超前于碟片旋转运动;中性孔内重相体积分布不均,中性孔内上端重相体积分布最大;碟片间薄层流场内重相体积分布不均且轻重相分界面较为明显。研究结果发现,高转速下离心机转鼓内能够形成明显的轻重相分界面,有效地分离非均相混合物。

碟式离心机流场分析及筋条结构优化

通过计算流体动力学模拟对传统直均筋条的碟式离心机内部流场进行了研究,分析中性孔两侧流场的分布特性及流场流动规律,提出了改进筋条的方案并进行了实验验证。实验结果表明,两个直均筋条间的流域内中性孔两侧流体呈现非对称分布,在中性孔上方存在着明显的涡流现象,在中性孔前侧上方出现固相高浓度区域,中性孔与前侧筋条之间空间为有效分离区域;通过将筋条斜置和减小筋条与前方中性孔间距的方法来引导流体来增大有效分离区域面积。数值模拟结果显示,斜筋条的碟片间固相高浓度区向下偏移,有利于完成固液两相的分离;斜筋条碟片与传统直均筋条碟片相比明显提高了分离效率。