基于FLUENT的SK型静态混合器的数值模拟

为提高混合器的优化设计水平和工程应用的速度,应用商业CFD软件—FLUENT,分析了聚酯在SK型静态混合器的混合流动。采用FLUENT中的Carreau模型描述了非牛顿流体聚酯的黏-温特性,得出了混合器的压力降及出口混合温度。

SK型静态混合器对原油混合特性影响的数值模拟

静态混合器作为一种新型高效的混合设备,因具有混合效果好、操作简单等优点而被广泛应用于工业生产。将SK型静态混合器引入原油储罐中,以解决原油密度分布不均匀的问题。利用FLUENT软件,对其三维不可压缩流场进行了数值模拟;采用Eulerian多相流模型,模拟了SK型静态混合器中流体的速度场、密度场、温度场以及压力场。结果表明,在SK型静态混合器的螺旋叶片作用下,原油沿着叶片做方向相反的螺旋运动并呈周期性变化;通过叶片的切割、剪切和旋转作用,原油在出口处几乎混合完全,说明SK型静态混合器具有较好的混合效果,且压力损失较小,可降低能耗成本。

开缝式SK型静态混合器与可调涡旋静态混合器的性能数值优化

对开缝式SK型和可调涡旋2种新型静态混合器的结构参数进行数值模拟优化,并与传统SK型静态混合器进行比较。结果表明,间隙直径比为0.58的开缝式SK型静态混合器为最优结构;叶片圆心角为120°,曲率半径为400mm的三叶片涡旋发生器组成的可调涡旋静态混合器性能最优;可调涡旋静态混合器与开缝式SK型静态混合器的混合效果均优于传统SK型静态混合器,且可调涡旋静态混合器的混合速度更快。

SK型静态混合器中气液两相流流场的模拟研究

采用计算流体力学方法研究了SK型静态混合器中气液两相流的三维流场。结果表明,气液两相流体通过混合单元时湍动的增强而达到强化混合的效果,其中第1个混合单元的强化作用最强,之后沿轴向呈递减趋势,流体经第7个混合单元后混合湍动基本达到稳定;在混合单元中部区域混合效应较强烈。采用准数方程表征气液两相流压力降的关联式为:Eumix=0.737Re0l.431Fr0g.185。

基于ANSYS Workbench的SK型混合器二相流数值模拟研究

利用Pro/E建立工程中常用的SK静态混合器三维模型,将其导入ANSYS Workbench处理得到流体域模型,利用Fluent对混合器中二相流进行数值模拟研究。研究结果表明,混合器内的油和水将会混合得较为充分、均匀,所得的乳化液性质也较稳定,混合器具有较好的混合性能。

SK静态混合器中液液两相流的标准欧拉模型和拉格朗日模型

利用计算流体动力学(CFD)模拟SK静态混合器中液液两相流动。采用欧拉模型中的代数滑移混合模型(ASM),预测通过混合元件的压降、速度场和两相的体积分数分布。拉格朗日方法被用来追踪静态混合器中离散相的运动轨迹,用粒子的运动轨迹来分析混合的停留时间。

SK型静态混合器摩阻系数与混合效果的模拟研究

为了指导工业SK静态混合器的选型,利用CFD软件进行了如下模拟研究:静态混合器混合单元个数、螺旋板长径比及相邻混合单元排布等参数对SK型静态混合器摩阻系数的影响;混合单元个数及相邻混合单元排布等参数对SK型静态混合器混合效果的影响。模拟结果表明SK型静态混合器的摩阻系数随混合单元个数增加,在相邻螺旋板顺流时缓慢减小,在错流时缓慢增加。相邻螺旋板错流的混合效果优于顺流。根据模拟研究结果提出了混合单元的布置建议,混合单元数较多时,建议相邻混合单元错流布置,当混合元件较少时,建议相邻混合单元顺流布置。此模拟结果可应用于SK静态混合器的工业选型。

无溶剂复合机静态混合器的机理及性能研究

依据静态混合器的混合机理,确定了混合器的结构型式。根据双组份无溶剂复合机的工艺要求,设计了SK型静态混合器。对SK型静态混合器进行了混合性能及压力降分析。研究表明:粘合剂的混合达到了分子量级,加快了粘合剂的交联速度,提高了交联质量。

稠油掺稀井下静态混合器数值仿真研究

为了进一步了解静态混合器内部流场分布情况及混合器单元数量对混合降黏效果的影响,利用Realizable的k-ε模型结合Levich漩涡扩散模型,对SK型静态混合器中稠油-稀油两相流的三维流场进行模拟,分析混合器单元数量的敏感性。模拟结果显示,新的仿真模型加入混合器后使混合程度有所提高;湍动强度不会随着混合单元的数量增加而无限增加。建议将2个周期的混合单元作为1组,将3组混合单元一起使用。

开孔式SK型直接接触换热器混合与换热特性研究

为了进一步强化流体在SK型静态混合器中换热效率,对SK型静态混合器进行3,6和9孔的开孔设计,并将开孔式SK型静态混合器应用于直接接触蒸发器中,以高沸点导热油作为直接接触换热器中的连续相,以低沸点的有机工质作为直接接触换热器的分散相,运用ANSYS软件进行数值模拟,研究30,50和70℃3种低温差情况下,不同开孔数量对流动和换热特性的影响。结果表明:3孔式SK型静态混合器的混合特性最稳定,在3种温差下混合效果分别是传统式SK型静态混合器的1.5,3.3和1.6倍;湍流强度分别为传统式SK型静态混合器的3.3,3.8和1.3倍。在SK型静态混合器上合理的开孔可以提高气态工质在直接接触换热器内的停留时间,从而使传热得到强化,达到了节约能源的目的。