船用脱硫塔两相流场特性仿真

为研究脱硫塔内部两相流场特性,建立起有效三维模型以及网格模型,并利用计算流体方法对于脱硫塔内气液两相流场进行模拟,重点研究了气相的流场、温度场、压力场以及气液两相的流场、温度场。将烟气和洗涤液分别设定为523k和305k,分析了喷淋前后相关压力、温度场以及喷雾液滴运动和蒸发特性。结果表明:两层喷淋后废气得到有效降温,与液滴接触效果较好,喷雾条件对于废气通道起到较好的整流作用,保持了液滴的充盈度。脱硫塔内部流场分布情况的分析,对于流场优化以及脱硫效率的提高具有指导作用。

方形旋风分离器内部两相流场的PDA实验研究

应用三维颗粒动态分析仪 (3D PDA)对方形下排气分离器内的气固两相流场进行了测试 ,得到了几种工况条件下的流场矢量分布。研究发现分离器方腔内的流场偏离其几何中心 ,并呈中间为强旋流动和边壁附近为弱旋的准自由涡区的特点 ,且在边角处存在局部小旋涡。不等温流场比等温流场要均匀一些 ,但旋流强度减弱 ,分离效率降低。研究结果对于分析分离器的分离机理和结构优化有一定的指导意义。

基于FLUENT的喷嘴孔型两相流场模拟分析

针对三种喷嘴孔进行了气固两相流场数值模拟,通过定量的结论来指导喷嘴的选用。基于计算流体力学的方法,建立了欧拉-拉格朗日两相流数值模型,对比分析了气固两相流场的静压,速度的分布以及喷嘴冲蚀磨损的特点。对比发现:气体在流线型和文丘里型喷嘴中膨胀比较充分,收缩型喷嘴对磨料加速性能差,流线型喷嘴性能较好,清理效果佳但不易加工,因此文丘里型喷嘴性价比最高。喷嘴收缩段的冲蚀磨损严重,根据该特点采用梯度功能模型设计抗磨损强的材料,以提高喷嘴整体的耐用度。

两种叶型离心泵内固液两相流场的对比

为了研究分流短叶片离心泵内固液两相流场的运动规律,应用Fluent软件分别对分流短叶片离心泵和原型离心泵进行固液两相流场的数值模拟,在多重参考系坐标下,采用有限体积法对雷诺时均Navier-Stokes方程进行离散,选用标准的k-ε湍流模型和SIMPLEC算法进行求解,得到两种不同叶型离心泵内固相浓度、速度等参数的分布和变化规律,并对其结果进行比较和分析。模拟结果表明:在输送相同初始固相体积浓度时,分流短叶片离心泵内固相浓度分布均匀性明显高于原型离心泵;对于分流短叶片离心泵,流道内固相颗粒浓度分布均匀性随着初始固相体积浓度的增大而减小;分流叶片离心泵内速度等值线基本与叶型平行,减小了流动损失。采用分流短叶片,对于改善离心泵内流动状态,减小流场脉动,降低冲击损失和叶片磨损具有重要意义。所得结论对于指导实际应用以及为分流短叶片固液两相流离心泵的设计提供参考依据。

方形卧式分离器两相流场的数值模拟

方形卧式分离器是一种结构简单、布置方便、效率高的新型分离器,为掌握其内部流动特性,对该分离器内部紊流气固两相流动进行了数值模拟,采用雷诺应力模型(RSM)模拟气相流动,采用离散相模型(DPM)的非耦合法追踪颗粒运动轨迹,揭示了该分离器的流动与分离机理。计算结果表明:气固两相流在离心力作用下绕排气管流动,进入排气管时由内旋流转为外旋流,在排气管处形成强旋涡,同时计算并显示了入口速度为20m/s时1μm、50μm和500μm颗粒的运动轨迹。

直升机粒子分离器三维两相流场的数值模拟

本文以某型直升机粒子分离器为研究对象 ,在三维非正交曲线坐标系下计算湍流分叉流动和砂粒运动 ,结合边界条件特殊处理 ,采用分块计算来考虑叶片对流场的影响 ,首次对有叶片粒子分离器三维两相流动进行了数值模拟。

粒子尺寸分级的喷管两相流场计算

应用计算流体力学软件FLUENT,对固体火箭发动机喷管内的二维两相粘性湍流进行数值模拟。用拉格朗日方法对粒子的速度、温度、轨迹进行处理。5组级别粒子尺寸的气流被用来实验和计算,计算结果表明,粒子尺寸分布对两相流场有显著影响。

旋风分离器内部气-固两相流场研究与发展

综述了旋风分离器内气体、粉尘运动概况及旋风器内气固两相分离模型相关理论研究,分析比较了各模型的建模思想和分析方法,并展望今后分离模型的发展趋势。

双燃速星孔药柱长尾喷管发动机三维两相流场数值模拟

采用欧拉-拉格朗日两相方法模拟了带长尾喷管的固体火箭发动机三维两相内流场。在同位网格基础上用有限体积法离散N-S方程,采用不完全LU分解预处理B iCGStab算法求解线性代数方程组,通过可压缩SIMPLE算法求解气相流场。用PSIC方法进行气粒耦合计算,得到了气粒两相的速度、温度等参数的分布以及不同尺寸的A l2O3粒子运动轨迹。计算结果表明,在发动机工作初期气粒两相流场呈现强三维特征,长尾管中后段、喷管收敛段以及燃烧室后封头等部位是烧蚀最严重的部位。

倒伞型曝气头气液两相流场数值模拟研究

针对倒伞型曝气头曝气池中不同的叶轮设计下流场的变化问题,研究利用ANSYS CFX仿真软件的模型,模拟分析Landy7和Hubert表曝机的曝气池内气液两相的混合流场的水力学特性。结果显示,Landy7与Hubert叶轮背面所形成的最大负压分别为3 132.7 Pa和16 179.5 Pa;观察两种结构表曝机驱动液体自由表面的最大速度,Landy7可达0.623 m/s,Hubert为0.192 m/s,随着液体深度的增加该速度逐渐减小。对比分析两种结构表曝机的模拟流场的变化,Landy7对流场的影响较大。此研究初步分析了曝气头负压的抽吸特征,通过表曝头对流场的搅拌、推动作用分析为实验及设备优化提供指导,为倒伞型曝气头的改造及优化提供依据。

分解炉气固两相流场数值模拟研究

针对6000TPD水泥生产线中的分解炉,建立了适合该工况的耦合计算模型。对于多相流模型,采用欧拉模型。湍流模型采用标准k-ε模型,辐射换热模型采用P-1模型。对于天然气燃料的燃烧,采用有限速率/涡耗散模型。生料分解反应的模拟,采用异相组分运输模型。对计算得到的分解炉内速度场、温度场分布情况和生料分解结果,结合实际工况进行了分析。并将模拟计算得到的结果与实际测量结果进行了对比,验证了模拟结果的准确性,同时也说明了所建立的耦合计算模型和所用方法的可靠性。

固体火箭发动机喷管两相流场与结构温度场一体化数值模拟与软件实现

为准确、高效地进行固体火箭发动机的喷管结构设计与性能分析,考虑两相流场和结构温度场之间的相互影响,采用有限差分方法求解二维轴对称两相欧拉方程组,进行喷管气体—颗粒两相无黏流动数值模拟;采用有限元法求解二维轴对称瞬态导热微分方程,进行喷管复合结构温度场数值模拟;根据面向对象编程思想,采用VC++以人机交互的工作方式实现喷管内型面和结构设计,并完成有限差分网格和有限元网格的自动划分和显示;通过数值模拟方法与面向对象软件设计方法的有效结合,实现二维轴对称喷管两相无黏流场和复合结构温度场的一体化数值模拟.数值模拟结果表明,该方法有助于在统一的软件平台上充分利用计算机辅助技术完成喷管性能与结构的综合评估,可以用于固体火箭发动机喷管的工程设计.

筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流场的CFD模拟研究

本文采用Eulerian两相流模型模拟计算了0.5m×0.5m矩形筛孔塔板漏液操作状态下气液两相流流场。本文用塔板漏液量来衡量模型准确性的标准,对比了模拟计算得到的漏液量和经验关联式计算结果,两者吻合较好,证明了本文所建气液两相流模型可以较为准确的描述漏液状态下筛孔塔板气液两相流场。

分解炉内气固两相流场的数值模拟及流场分析

针对分解炉内复杂的气固两相湍流运动,建立了几何模型并利用FLUENT软件对其流场进行了数值模拟分析,得出了流场运动的规律,并根据结论对该炉型提出了改进措施.

筛孔塔板两相流场的CFD模拟研究

本文采用双欧拉两相流模型(Eulerian)模拟计算了直径为0.6m筛孔塔板气液两相流流场,考虑了气液两相间的曳力、虚拟质量力和升力,应用CFD商用软件STAR-CD进行求解。模拟的结果和文献报道的相一致。

含缺陷固体发动机两相流场计算方法研究

通过对国内外含缺陷固体发动机性能预示方法的分析比较,提出采用"N S方程+粒子仿真"方法来计算两相流动的新途径,并对某轴对称两相流动的流场进行仿真计算,计算结果表明,该计算方法可行、计算模型合理,能够较为准确地反映两相流动中颗粒相对气体流动的影响。

厌氧反应器气液两相流场的数值模拟

对搅拌厌氧反应器内气液两相流场进行了数值模拟,研究了气相和液相的流动特点,分析了厌氧反应器内气体的分布情况。模拟结果显示,气含率除在搅拌桨内较高外,其它区域都非常低。

黄磷冷凝塔气-液两相流场数值模拟

以计算流体力学(CFD)为基础,在三维坐标系下采用κ-ε标准湍流模型、传热模型求解流场温度及速度,采用Lagrange模型追踪粒子轨迹,对冷凝塔内流场情况进行分析。结果表明,不同高度气体的速度、温度分布均不相同,喷淋水使气体的分布情况变得更为复杂。在塔内气体温度与速度变化趋势相同,水滴的运动受气体流动影响。模拟结果对黄磷冷凝塔的改进有一定的参考价值。

燃烧室头部两相流场实验研究

本文采用 PDA对燃烧室头部两相流动特性进行了研究 ,实验研究的模型燃烧室包括旋流器、喷嘴和火焰筒壁 ,保证气流结构与真实发动机燃烧室相似。实验对回流区内两相流场进行了细致的测量 ,给出粒子与气体速度分布 ,粒子的 SMD、通量。

模型燃烧室冷热态两相流场的计算研究

本文采用在前期冷态两相流场和喷雾场的实验和计算研究基础上,对模型燃烧室冷态两相场的计算做了修正,考虑了湍流扩散、混合和传热传质的影响,取得与实验结果进一步的吻合。并通过不同进口温度下的计算,分析了热态两相流场和喷雾场在不同进口温度下的变化。