水沙分离鳃内部流场的数值模拟

该文对分离鳃内的水沙两相流流场进行了数值模拟,多相流模型分别采用了欧拉模型与混合模型,将两种多相流模型的计算结果与PIV测试结果进行了定性和定量对比,发现欧拉模型比较适合分离鳃内的水沙两相流流场数值模拟。进而利用欧拉模型的计算结果分析了分离鳃内的泥沙及速度分布特性,结果表明,鳃片上表面、下表面的平均含沙量和平均速度分布规律与鳃片所在位置和时间有关,分离鳃不同高度方向的泥沙分布特性不同,越靠近分离鳃的上端,其水沙分离速度越快,就越容易获得清水;泥沙通道中泥沙平均速度与清水通道中清水平均速度随时间变化规律一致,且泥沙平均速度总体上大于清水平均速度。

两相流水沙分离鳃机理研究

使用粒子图像测速(Particle image velocimetry,简称PIV)技术,对新型环保的水沙分离装置"垂向异重流式水沙分离鳃"进行了高精度测量。通过处理,得到了"分离鳃"内部泥沙在水沙分离过程中的流速矢量分布图及流速云图。分析表明,由于鳃片的存在,"分离鳃"内部形成了垂向异重流和横向环流现象,大大加速了泥沙的下沉,进一步探明了"分离鳃"的水沙分离机理。

灯泡式贯流泵装置的数值模拟与性能研究

本文采用RNG k-ε两方程紊流模型对灯泡式贯流泵内部流场进行了数值模拟,得到了其叶轮出口周向速度、轴向速度以及径向速度的分布形式,分析了其内部水流流场在受到叶轮的旋转以及灯泡式结构影响下的特点,认为该装置具有较高的水力效率,为进一步研究打下了基础。

基于正交设计的分离鳃结构优化数值模拟研究

采用层流模型和欧拉粒子多相流模型,运用Phase Coupled SIMPLE(PC-SIMPLE)算法,对分离鳃内的水沙两相流流场进行了数值模拟,将计算结果同PIV测量结果进行了定性和定量对比,发现两者吻合较好,由此证明了数值计算的准确性和可靠性,进而采用该数值模型进行分离鳃的结构优化。考虑鳃片间距d、倾斜角α与倾斜角β这3个因素对分离鳃的水沙分离效果的影响,采用正交设计进行数值模拟试验。通过极差和方差分析的方法,以泥沙速度和清水速度作为考核指标,对影响分离鳃水沙分离特性进行了分析。结果表明:鳃片间距是影响该装置沉淀效率的主要因素,其次是倾斜角β,最后是倾斜角α,最终得到分离鳃的最优组合:d=5cm、α=60°,β=45°。所得结果为分离鳃在工程中的实际应用提供了设计参数,对分离鳃的应用具有实际意义。