单台多级离心萃取器内气-液-液三相流的数值模拟

设计研发了一台新型单台多级离心萃取器,其内部结构复杂,为获得离心萃取器中液液两相萃取过程的流动状态和相分布,利用CFD软件,采用欧拉-欧拉多相流模型,对两级离心萃取器内混合-澄清过程进行数值模拟。通过气-液-液三相模拟结果表明:离心萃取器结构基本合理,有机相和水相能够形成逆流流动;稳定运行过程,空气集中在离心萃取器中心区域,气液界面基本与轻相堰和溢流堰的径向位置相当。

气-液-固三相流数值模拟研究进展

气-液-固三相反应器广泛的应用于工业生产的诸多领域,因此对该系统中气-液-固三相流动行为的研究具有重要的意义。随着计算机技术的高速发展而兴起的数值模拟计算日益成为研究此类问题的重要途径。本文系统的对近几十年来数值模拟在该领域的发展进行了综述。首先依据模拟尺度的不同,阐述了当前的主要模拟手段:欧拉法、拉格朗日法和直接数值模拟法。接着分别对这三类方法展开了详细的介绍,指出欧拉法与拉格朗日法都能开展工业级计算,但精度依赖于本构方程;直接数值模拟法能够捕捉局部界面变化细节,但需要十分精细的网格。最后本文对该领域的研究前景进行了展望。

机械搅拌自吸式浮选机气-液-固三相流场的数值研究

为了研究机械搅拌自吸式浮选机内叶轮转速对浮选动力学环境所产生的影响，采用Mixture多相流模型、k -ε湍流模型和雷诺时均方程，对有效容积为20 m3机械搅拌自吸式浮选机内部气-液-固三相流流场进行数值模拟，分析了3种粒度、3种转速所组成的9组模型的三相流体在浮选槽内的速度以及湍流强度的分布规律。数值模拟结果表明：浮选机叶轮转速在147～196 r/min区间时，液面的湍流强度保持稳定，且该范围内浮选机性能较优。试验结果与模拟预测结果比较吻合，验证了所得结论。

气(汽)-液-固三相流研究进展

纵观气 -液 -固三相流研究进展 ,大体上出现了三种趋势 :(1 )为实际应用而开发新型的三相循环流化床 ;(2 )对床内的汽泡行为和粒子行为进行基础研究 ;(3 )以计算流体力学和气液、气固以及固固相间流体力学理论为基础 。

发动机冷却系统气-液-固三相整场耦合传热研究

该文针对混动强化型发动机在车辆运行过程中受到外界流动空气冷却的影响,提出一种将发动机受到的外部气流与内部水套联合冷却耦合的计算模型,即风冷-水冷联合冷却系统,其通过气-液-固三相整场耦合传热,更适用于分析发动机冷却及换热。通过检测转速为6 000 r/min的发动机缸盖火力面鼻梁区的温度,以此为基础对比三相耦合模型与单水冷两相耦合模型的缸盖温度值发现,三相耦合模型在高温区域的温度偏差与测试值更接近,外部气流的流动减小了水套内部液体汽化产生的气阻,发动机外部气体流动对发动机散热具有积极影响。

喷嘴角度对循环流化床脱硫工艺塔内流动特性影响的数值模拟

循环流化床脱硫工艺(CFB-FGD)是一种国际上新兴起的用于锅炉尾部烟气、先进的半干法烟气脱硫技术,由于建立脱硫实验台成本较高,为了改进循环流化床脱硫塔内喷嘴布置角度所造成的脱硫塔内区域不均匀气流场,本文采用拟均相模型对脱硫塔内的流场进行了数值模拟计算,讨论了喷嘴布置角度(-30°、0°和30°)对脱硫塔内气液固三相流场的影响机理,结果表明:3种喷嘴布置角度下,喷嘴呈-30°布置时,脱硫塔内的流场不均匀性降低,脱硫剂颗粒体积分数分布较均匀,有利于气液固三相的混合,有利于脱硫塔内化学反应的进行。

重力式三相分离器内件布置对分离效果影响的数值模拟

对重力式油气水三相分离器的不同内件布置形式进行分析,旨在不增加内件用量的前提下,通过优化布置,达到更好的油水分离效果。提出一种新型内件布置形式,并对新型内件布置结构的油水分离效果进行数值模拟研究。评估不同工作环境下的油水分离性能。研究表明,采用相间布置聚结板组和均流孔板的分离器内件布置形式获得的油相浓度在分离区域比常规分离器高,油水分界面较窄且更加清晰。为提升海洋平台油水分离器的分离效率提供依据。

张性断层系统中石油运移数值模拟研究

目前对于石油在张性断层系统中的运移问题,除了通过岩芯和野外露头研究外,更多的是通过物理模拟来研究,而采用数值模拟方法来研究该问题则很少.基于前人在张性断层系统中石油运移过程的物理模拟结果,采用多相流数值模拟软件TOUGH2,建立了该张性断层系统中水-气-油三相流的二维剖面数值模型.结果表明,TOUGH2软件可以用来模拟和分析石油在张性断层系统中的运移规律及分布特征,与物理模拟相比,基于TOUGH2软件的数值模拟具有成本低廉、操作灵活等特点,适用于各种复杂条件下水—气—油三相流的运移模拟.

磨蚀对水斗式水轮机的水斗型线及性能影响的研究

在含沙水流中运行的水斗式水轮机,分水刃和缺口是斗叶上最容易受到磨损变形的部位。采用欧拉-拉格朗日法对水-气-砂三相流进行非定常计算,研究分水刃高度下降对流态及泥沙磨损的影响,以及分水刃高度、缺口深度变化对转轮外特性的影响。研究发现:分水刃高度下降会对流线产生影响,在进水侧区域诱发旋涡和湍流,致使流态紊乱,水力损失增加,从而造成转轮外特性下降。当分水刃高度下降2、5、10mm时,转轮的效率分别减少了0.22%、0.66%、5.98%。分水刃高度下降造成的斗叶型线变化,会影响泥沙颗粒对斗叶内壁面的磨损情况。分水刃下降的高度越大,分水刃区域的磨损越严重、磨损范围越大。缺口深度增加会减小斗叶工作面面积,造成转轮外特性下降。尤其是当缺口深度增加10mm时,效率降低了15.37%,转轮效率低于70%,在这种工况下运行,对射流能量的利用是非常不利的。

泥沙直径和浓度对水斗式水轮机转轮的磨损特性

含沙水流会对高水头水斗式水轮机转轮造成磨损,影响机组检修和高效安全运行。文采用流体体积模型(volume of fluid,VOF)、SST k-w湍流模型和离散相模型(discrete phase model,DPM)对含沙水流进行了固–液–气三相非定常数值模拟,研究了泥沙颗粒的直径、浓度与斗叶内表面磨损量、磨损位置的关系。研究表明:随着射流能量的传递,水膜的高压力区逐渐从缺口后移到斗叶根部;分水刃和缺口位置是最容易受到泥沙磨损的部位,与现场电站转轮水斗磨损位置一致;泥沙直径、浓度的增加与磨损率呈正相关;小颗粒泥沙更易对靠近斗叶根部的出水边造成磨损,而大颗粒泥沙更易对靠近分水刃的进水边造成磨损。本文研究的目的是为水斗式水轮机的制造加工、维护检修提供一定的理论基础。

地质水泥固化体颗粒对溶液中铀的去除性能研究

本文通过振荡吸附实验研究了地质水泥固化体颗粒对溶液中铀的去除性能。由于地质水泥本身呈碱性,溶液的pH在振荡过程中逐渐增加,导致铀自身的沉淀,因此,溶液中铀的去除由吸附和沉淀两方面共同造成。增加溶液初始pH以及增加地质水泥颗粒投加量,均能增加对铀的去除效果。由于普通硅酸盐水泥的碱性更强,普通硅酸盐水泥颗粒对铀的去除率高于地质水泥颗粒。