真空喷射射流流场的Fluent模拟分析

为了对真空射流流场进行研究,应用Fluent软件并基于VOF（volume of fluid）方法、k-ε标准湍模型及PISO算法,对不同喷口直径及入射压力的直射式锥型流道喷嘴的射流流场速度和湍流运动分布进行了数值模拟分析.结果表明：1）入口压力相同,喷嘴直径越大,射流与周围介质间的速度梯度越大,可促进射流的扩散和液滴破碎后的尺寸均匀分布;2）喷嘴直径一定,入口压力在10~15 MPa内,射流湍流强度分布达到最佳状态,射流流场较好;3）如果不考虑材料的溶解性,相对于三氯甲烷和四氯化碳,丙酮作为溶剂时的液体喷射雾化效果较好,适于制备质量较好的高分子薄膜.

螺旋管加热沼气池的实验研究和Fluent模拟

我国农村沼气大多为常温发酵,受环境温度影响很大。在寒冷地区,沼气池必须采取必要的保温和加热措施。笔者建立了螺旋管加热沼气池试验台,对池内换热情况进行分析研究,同时利用计算流体仿真技术对沼气池内温度场分布进行分析。实验测定了螺旋管换热器对流换热系数,所建立的F luent软件模型能基本反应流场的实际情况,其计算结果与实验情况基本吻合。

降低直角拐弯风井局部阻力的Fluent模拟

为了降低某铁矿一直角拐弯风井局部阻力过大的情况,采用Fluent软件基于二维平面、标准湍流模型和SIMPLE算法,分别模拟了4种不同改造角度(90°、45°、60°、30°)条件下风流的流动情况,结果表明采用入口30°和出口60°结合的方式能减小风流在拐弯处损失的能量。按照该方法进行了施工并对改造后的系统进行了测风验证,该处的局部阻力减小了230.94Pa,矿井的总进风量增加了47.57 m3/s,有利于改善矿井现目前的通风状况,最后分析了降低阻力给给矿山生产带来的经济效益。

基于fluent模拟技术的机电设备优化分析

机电设备是国民经济中重要的物质基础,其性能的优化与效率的提高有着极佳的技术和经济效益。文章以欠平衡钻井技术中,用于替代套管阀的冻胶流体为例。根据基本的计算方程,采用专业的fluent软件进行仿真建模,并设置了网格与边界条件。通过模拟计算,结合受力情况得出优化分析的结果。

基于Fluent模拟立式油罐罐底渗漏油品的渗流场分布

油罐渗漏的油品不仅会带来潜在的火灾爆炸威胁,还会给地下生态环境带来严重破坏。针对立式油罐罐底因腐蚀穿孔引起的渗漏,利用Fluent软件对油品在罐基础及地基土层中的渗流场进行了模拟,并研究了影响渗流场分布的因素,为油罐渗漏探测方法的研究及油品污染情况的评估提供了一定参考。

T型微通道内流体流动的FLUENT模拟

在流体力学研究中,微流控技术是当今研究的一个热点。利用微尺度下流体流动的一些特性可以提高流体间传质、传热以及反应速率。T型微通道是一个比较常见的微流控装置,利用ICEM CFD软件建立T型微通道的几何模型;然后通过FLUENT软件对微通道内流体流动进行模拟仿真。模拟实验结果表明,通道内两相流体的速度和粘度对流型有显著影响。

海底原油管道停输温降的Fluent模拟

利用 Fluent流体分析软件模拟海底管道停输温降过程，分析不同初始油温、不同环境温度下的温降过程，得出了与实际吻合较好的温降曲线。计算结果表明，管道停输0~20 h温降速度很快，主要是因为该阶段管内原油的自然对流较强烈。停输20 h后的一段时间内温降缓慢，降温在5℃以内，这是因为管内原油接近临界温度，原油黏度增大及蜡晶析出，使得自然对流强度减弱。初始油温和海水温度对停输温降影响非常明显。

质谱仪中离子漏斗气体流动Fluent模拟及设计优化

离子漏斗是质谱传输系统的一种,具有传输、聚焦离子等作用。由于压力差的作用,从离子漏斗进入质量分析器的空气会造成质量分析器真空度降低,影响质谱灵敏度。为了增大下一级质量分析器的真空度,对离子漏斗内部气体运动规律进行研究。利用Fluent软件并基于Density-Based、Implicit算法首次对低真空状态下的质子转移反应质谱仪中离子漏斗及改进后的结构内部粘滞流状态气体流动进行模拟、对比,根据模拟结果得出了气体运动的基本规律,加挡板改进后的结构能有效的降低挡板后的速度。经过分析,挡板横截面直径为10mm,到入口距离为20mm时速度降低效果明显,对质谱仪灵敏度的增强有较大的意义。

金属换热器热效率分析及FLUENT模拟在实际工程中的应用

在实际工程中,通过比较分析及FLUENT模拟计算,找出了烟气流动过程中存在的问题。针对模拟分析结果,采取相应措施对加热炉排烟系统进行改进,达到预期的节能效果。实践表明,烟道内换热器前后烟道走向应避免拐弯;FLUENT的烟气模拟在实际工程施工中具有一定的指导意义,具有广阔的开发应用前景。

MH87-100石化泵Fluent模拟技术分析

为研究出高效节能环保石油化工泵,本文针对MH87-100型石油化工泵,通过Fluent仿真模拟,在不同流量下的压力分布、扬程变化、出口速度、功率、效率以汽液两相流的空化状态等特性进行分析,可以推理出当流量不同,叶轮与蜗壳承受的压力分布不同,随着流量的增大扬程减少,功率增大,出口速度逐渐增大,近似为线性关系,效率则在设计点达到最大值。空化程度随着流量的增加变大,这对泵的过流部件损害越来越大。该模拟技术分析为同类产品设计提供一些参考。

基于FLUENT模拟对进回风巷道间隔离煤柱的煤自燃研究

针对小纪汗煤矿11212进、回风巷道间隔离煤柱煤自燃问题,分析了煤自燃的条件、原理及过程,建立XK-Ⅶ型煤自然发火实验台模拟煤自然发火的全过程,剖析了隔离煤柱位置、自燃原因及自燃的具体情况,对比实验过程和工程实践发现两者间煤自燃情况有差异。为此,根据Fluent流场模拟软件的原理、操作过程等建立隔离煤柱煤自燃处的几何模型,确定边界条件,通过数值模拟得出了一系列相关的渗流场云图,反演验证发现两者之间的差异符合具体实际情况。

基于Fluent软件的携砂液流动规律模拟研究

掌握支撑剂在裂缝中运移影响因素和最终铺砂形态规律,对于压裂方案设计和压裂现场施工非常重要。基于数值模拟计算的理论方法,应用Fluent模拟软件建立了矩形裂缝中携砂液流动分析模型,对不同密度支撑剂在裂缝中的运动轨迹和铺砂规律进行了研究。结果表明,支撑剂沉降速率随其密度的增大而增加,高密度支撑剂在缝口易形成砂桥,使得最终在裂缝中的铺砂分布不均;相同条件下,低密度支撑剂不会在缝口附近形成砂桥,形成的铺砂剖面较为均匀。

基于Fluent的有杆泵固定阀流量系数模拟计算

有杆抽油泵固定阀的流量系数是评价阀流通性能的重要指标,也是计算阀流量的必需参数。目前还没有专门针对固定阀流量系数的实验与计算公式,利用Fluent软件对流体过阀过程进行了模拟,分析原油通过固定阀时内部流场的分布状况,以及流体参数(密度、黏度、速度)与阀球开启程度对整个过程的影响,得到不同开启程度下固定阀的流量系数曲线,为有杆泵流体进泵流量计算提供依据。

基于Fluent的掘进工作面通风热环境数值模拟

基于计算流体动力学和矿井通风理论,建立掘进工作面通风的k-ε紊流模型,导出描述掘进工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过分析掘进巷道模型的边界条件,利用Fluent软件模拟压入式通风的风流与巷道围岩和机械设备散热的热湿交换过程,采用TECPLOT软件进行后处理,显示不同供风量下的速度矢量图和风流温度变化。模拟结果表明,增大供风量可以降低巷道温度,但供风量过大,降温效果越来越不明显,仅依靠通风方式无法改变高温现状。

基于Fluent模拟的掘进工作面风流温度预测

基于Fluent软件模拟掘进工作面压入式通风的热湿交换过程,从理论上揭示工作面风流温度的分布和变化规律,阐明围岩散热和掘进设备散热与风流运行的关系。模拟结果与理论相符,为建立掘进工作面的风流热环境的预测方法奠定重要基础。

电加热沼气池试验研究和Fluent数值模拟

为了寻找合适的研究太阳能加热沼气池系统的数值方法,为太阳能集热器的选择提供依据,作为基础性研究工作,建立了电加热沼气池实验台,并利用Fluent软件对系统内的换热过程进行了数值模拟。在数值模拟之前,通过计算热量平衡来分析试验数据并对有偏差的数据予以修正,然后采用修正的试验数据,编写UDF表征动态边界条件,通过瑞利数的判断选用标准湍流模型,数值求解系统的非稳态过程。数值模拟结果:模拟过程基本反映了试验情况,模拟数据与试验数据吻合良好,二者误差在1%以内。该数值模拟分析准确,方法可靠。

基于Fluent的天然气运输管道弯头冲蚀模拟分析与防控措施研究

针对天然气运输管道的典型弯道冲蚀问题,依据现场实际生产情况,基于Fluent流体模拟软件建立相应的物理模型,选用standard k-ε模型、DPM离散相模型和冲蚀速率方程,分析讨论了固体颗粒直径、气体流速以及弯管角度对弯管冲蚀磨损的影响规律。结果显示:流体流速越快,颗粒对弯道的冲蚀越明显,流速与冲蚀率呈正相关;在同一流速下,随着颗粒粒径的增大,冲蚀率逐渐减小,最后趋于稳定;不同角度的弯头受到的侵蚀是不同的,应根据现场操作环境的差异,设计合适角度的弯头。模拟分析结果表明,天然气流速和固体颗粒直径是影响管道弯头冲蚀率的主要因素,并根据模拟结果提出了冲蚀防控措施。

基于碳封存条带充填采空区内低温二氧化碳置换效果的多场耦合数值模拟

为了解条带充填采空区低温二氧化碳地质封存的压注方式对二氧化碳扩散路径和采空区气体置换时间限度的影响,以及探究压注过程采空区流场和温度场的变化规律,针对条带充填采空区的特点,提出后端压注和两端压注方式,利用Fluent数值模拟,对比两种压注方式的优劣程度.结果表明:两端压注比后端压注提前4 400 s达到置换限度;后端压注置换结果为二氧化碳体积分数达到20.1%,氧气体积分数降低4%,氮气体积分数降低16.1%;两端压注置换结果为二氧化碳体积分数达到11.2%,氧气体积分数降低2.3%,氮气体积分数降低8.9%;后端压注使采空区整体温度降低5.4℃,两端压注使采空区整体温度降低3.8℃.

桥墩体型优化数值模拟

南水北调中线工程某段桥墩,水流流过桥墩后会在墩尾产生卡门涡街现象,涡的出现会增大水流阻力,影响输水渠道的过流能力。为了减小桥墩绕流阻力,增大渠道的过流能力,利用Fluent数值模拟软件对不同尾墩的桥墩进行数值模拟,并从流速、涡量、升阻力系数等方面对不同墩尾绕流进行分析。结果显示,随着墩尾流线半径(r)的增大,墩尾的绕流流动变的简单、流速波动降低、流线弯曲度减小、无明显的涡产生、桥墩的升阻力系数下降。综合结果分析,当r=9d时,桥墩对渠道的过流能力影响最小。

反冲洗用喷射器流场模拟及结构优化

为提高反冲洗喷射器的工作性能,采用工作流场模拟分析和试验验证相结合的方法,在此基础上,通过改变喷射器结构尺寸及工作参数,分析其对性能的影响,包括灵敏度的影响,最后利用Workbench中多目标优化得到最佳的工作点。