单钩波形板分离器内二次携带机理分析

通过理论分析与三维数值模拟研究了实际运行工况下单钩波形板分离器内二次携带机理。采用Realizable k-ε湍流模型对波形板内气相流场进行数值模拟,利用离散相模型结合涡交互模型对水滴运动进行计算,根据壁面水膜运动方程求解水膜的速度与厚度分布;依据理论分析,对可能形成二次水滴的4种方式进行判定。结果表明:波形板内发生气体动力造成的水滴破碎与水滴撞击水膜产生飞溅的可能性较低,但较冷态工况的可能性高;水膜主要集中在波形板的前两级,随入口蒸汽速度或湿度的增加,水膜增厚并向下游移动;将水膜剥落和水膜分离的判别式进行统一,并证实波形板二次携带主要由水膜的剥落和分离造成,且相较水膜剥落,钩峰处的水膜分离更易发生。

波形板汽水分离器内分离效率的影响因素分析

基于壁面液膜模型,进行无钩波形板汽水分离器内液膜生成情况的三维数值模拟,模拟中采用Realizable k-ε模型和壁面液膜模型对波形板内的气相和液相进行数值模拟计算,根据模拟结果分析波形板内的分离效率。研究结果表明:在不改变波形板的结构和不考虑二次携带的前提下,随进口速度或液滴直径的增加,壁面形成液膜面积和高度增加,分离效率也随之提高。当进口速度和液滴直径一定时,液膜高度和面积随蒸汽湿度的增加呈先增加后减小的趋势,当湿度达到10%时,液膜高度和面积达到最大,分离效率最佳。

折板除沫器流场与分离效率的数值模拟

选取颗粒输运多相流模型和RNG k-ε湍流模型,运用ANSYS12.1软件的CFX模块对折板式除沫器内部气液两相流场及分离效率进行了数值模拟.通过数值模拟所得液滴的运动轨迹、速度、压力和漩涡分布来深入分析内部流场情况,为优化除沫器结构设计,改进其力学性能提供理论基础.数值模拟计算结果表明,在不同液滴直径下除沫效率随转折角、级数、折板间距和气流速度都有一定的变化规律.该计算结果与已有理论计算及实验结果保持一致,对进一步修正完善理论计算和工业设计具有指导意义.

AP1000次级汽水分离器分离性能及结构优化的数值研究

建立AP1000次级波纹板汽水分离器内两相流动的数学模型,随后数值模拟波纹板内的两相流动,并分析其分离性能。进而对波纹板结构进行优化,得到具有较高分离效率和较低流动阻力的新型波纹板。首先分别建立波纹板内部蒸汽相和液滴相运动的数学模型。然后通过自编程序与Fluent软件耦合对该两相流动模型数值求解。随后得到波纹板进出口总压降,并通过模拟液滴在波纹板内的运动轨迹,得到波纹板的分离效率和内部液滴湿度分布。进而以分离效率和流动压降为目标优化波纹板结构,设计得到具有较高分离效率和较低流动阻力的新型波纹板。本文提出的数值模拟方法对汽水分离器结构的设计和优化具有较强的指导意义。

折流板式除沫器性能分析及研究进展

针对生产实践中遇到液滴夹带影响设备及工艺的情况介绍了高效率、低压降、体积小的折流板式除沫器的应用背景。分析了工业上常用的折流板式除沫器类型、转折角度、叶片间距和级数等设计参数,临界分离粒径d cr和临界气流速度等特性参数对分离效率、压降和处理量等主要性能指标的影响情况。对折流板式除沫器国内外研究进展、存在的问题及发展方向进行了综述,指出通过建立数学模型结合理论分析,推导出除沫器效率理论计算式显得十分重要。对除沫器的力学性能进行分析,得出一些改进措施可使除沫器整体性能得到优化;采用高速摄影等先进实验设备对折板除沫器壁面液滴的运动及之后的沉积过程进行研究仍属较新的方向。

汽水分离技术研究进展分析与展望

汽水分离装置是能源化工行业中常用的设备,尤其是核电站中不可缺少的设备.对汽水分离技术在能源动力行业中的应用、研究现状和发展趋势进行了分析.首先,分析介绍了各种汽水分离器的运行原理、优缺点、发展历程.其次,根据每种汽水分离器技术方面存在的问题,对汽水分离器的发展瓶颈进行了总结分析.最后,对汽水分离器的发展趋势进行了展望.

三维空间液滴运动模型数值解法研究

提出了数值求解三维空间液滴运动模型的算子分裂算法(OS算法),并与常用的显式单步长Runge-Kutta(RK)算法进行了比较。简述了三维空间液滴运动模型的具体形式,提出了求解该模型的OS算法,以求解不同直径液滴在波形板汽水分离器内的运动轨迹作为算例,从OS算法的相容性、稳定性、计算精度和计算效率(CPU耗时)等方面,与4级4阶显式单步长RK算法进行了比较。结果表明,OS算法所构造的离散格式与液滴运动模型相容,采用此算法计算得到的液滴运动轨迹与RK算法得到的结果相似,而OS算法的稳定性和计算效率均优于RK算法。因此,OS算法的提出为数值计算波形板的分离效率提供了较为稳定、高效的算法。

带液滴辅助捕集结构的折板除雾器分离性能研究

采用Fluent对折板除雾器内气液两相流场、分离效率和压降进行数值模拟。气相采用SST k-ω模型,液滴相采用离散相模型。为改善分离性能,引入液滴辅助捕集结构,对比前后除雾器内的流场和液滴轨迹的区别,结果表明,后者气相湍动能增强、出口液滴轨迹线减少。通过改变各级捕集结构高度并进行组合,研究效率和压降随着进口粒径的变化。然后改变进口粒径分布,模拟27种不同高度组合下的分离效率和压降,得到最优的组合方式,对除雾器设计有一定指导意义。

基于液滴碰撞模型的AP1000波形板汽-水分离器性能及结构优化研究

基于已有的液滴碰撞模型,采用数值模拟方法研究了AP1000波形板汽-水分离器的分离性能,通过优化波形板内部结构得到了具有高效低阻特点的波形板。首先采用液滴碰撞模型对波形板内液滴行为进行数学描述,然后对模型进行了数值求解。随后通过模拟液滴在波形板内的运动和碰撞等行为,得到了波形板对含有不同直径液滴、不同入口液滴体积份额的湿饱和蒸汽来流的分离性能与其内部湿度分布。进而通过对波形板结构的改造设计,达到了提高分离效率、降低流动阻力的目的。本文所采用的数值模拟方法对AP1000波形板汽-水分离器的性能优化有着实际的指导意义。

双维弦波聚结板油水分离流场数值模拟

介绍了一种用于油水分离的双维弦波聚结板分离器,给出了计算模型和数值模拟方法。运用Fluent软件对4种不同尺寸的双维弦波聚结板流场进行了数值模拟。结果表明:双维弦波聚结板的波幅为10mm、周期为100mm、板间距为25mm时,分离效果最好。

新式波形板除雾器气液分离性能评价和流场分析

为了评价实际应用中广泛使用的新式波形板气液分离性能,试验研究了在液滴粒径分布范围为10~200μm的情况下,气速和加液浓度对波形板分离效率和压降的影响,并采用计算流体力学方法对波形板内部流场进行了数值模拟分析。结果表明,与旧式波形板相比,新式波形板具有效率高、压降增长率低、临界气速大以及对小液滴分离效果好等优势;通过波形板的液滴浓度增大,波形板分离效率升高,新式波形板在液滴浓度低时性能较佳;袋式排液结构比钩式排液结构所带来的压降更小,并且能够减小二次夹带的影响;新式波形板更适用于实际应用的复杂工况。

分离变量法求解二维平面薄板相关问题的研究

分离变量法作为数学物理方程中常用的方法之一,被广泛的用来解决偏微分方程的定解问题。基本思想是将偏微分方程混合问题经过变量分离,转化为常微分方程的初值问题。将原方程含有的多个变量混合问题拆分成含有若干个只含单一变量的常微分方程。以二维平面薄板为例,采用分离变量法求解该问题的振动方程、波动方程及热传导方程问题的相关研究,推导出平面薄板在给定边界下的解并总结出矩形薄板在不同边界条件下特征值及特征函数的表达。

陶瓷过滤机效能的影响因素和提升方法探讨

结合某公司选矿生产矿石性质及生产工艺特点,分析了造成脱水设备陶瓷过滤机处理能力低下的主要影响因素有:微细粒级矿物、选矿生产过程的药剂制度、陶瓷过滤机的工作条件(给矿浓度、真空度、清洗效果、清洗用水质量)和刮刀等。探索了提升陶瓷过滤机效能的主要方法为:降低过滤作业物料中微细粒级钼的含量、改善超声波的清洗方式、强化陶瓷板的清洗等。

一种前缘带锯齿的斜楔激波/边界层干扰

为探究三维锯齿构型对入射激波/边界层干扰流场结构的影响,对一种前缘带锯齿的斜楔/底板流场进行数值仿真分析,并总结了不同锯齿深度对流场的影响规律.结果表明:与前缘平直斜楔相比,锯齿斜楔受溢流的影响.入射激波呈现为三波系曲面结构,激波强度减弱,波角减小,流场结构后移;底板上分离区呈现出"凹"型的空间结构,分离区展向表现为中间低、两边高,流向表现为中间短,两边长.随着锯齿深度增大,流场结构更加后移,分离区的三维特性更加明显.在溢流模型中,受侧面溢流影响,对称面处的分离最大,分离区呈现出三维的"半凹"结构;对比基准溢流模型,锯齿溢流降低了入射波系强度,使侧面溢流减少.

海水淡化用汽液分离元件研究进展

汽液分离元件是热法海水淡化装置中至关重要的组成部分,它的主要作用是除去蒸汽中的盐雾液滴,保证淡化产品水水质。通过优化研究汽液分离元件的结构和操作工况可以提高其分离性能,达到提升装置效率、提高产水水质和节约生产成本的目的。本论文综述了应用于海水淡化装置的折流板式和丝网式汽液分离元件的性能特点,总结了国内外研究进展及部分工程案例,并对其发展前景进行了展望。

基于响应面法的折流板除雾器分离性能优化

用响应面分析法分析不同排液结构对新式异型折流板除雾器气液分离性能的影响,并对排液结构参数进行优化设计.通过单因素实验对比筛选对除雾器性能具有显著影响的关键参数,用中心复合设计实验建立响应面多元回归模型,分析影响除雾器性能系数的参数间交互作用,得出最优参数.结果表明,影响除雾器性能参数的最优取值为分离气速2.6 m/s、排液钩高度7.3mm、前置排液槽和后置排液槽宽度分别为3.1和2.3 mm.优化的折流板除雾器性能系数计算值为2.073,实验值为1.875,优化结果较可靠.

汽水分离再热器波形板分离元件试验验证

在压水堆核电机组汽水分离再热器(MSR)的实际运行工况下验证饱和湿蒸汽通过波形板分离元件时的分离特性和压降特性。采用大型热工-水力试验台架提供满足要求的饱和湿蒸汽,获得该湿蒸汽流经试验件的压降和残余湿度,结果表明:该MSR波形板试验件的二次携带临界流速较高,在入口蒸汽干度不大于86%且入口速度低于临界流速时,其残余湿度不大于0.1%,分离效率在99%以上,压降不大于7k Pa,满足出口蒸汽干度不小于99%、分离模型压降不大于14 kPa的设计要求,具有良好的分离和压降特性。