超音速旋流分離器噴管的數(shù)值模擬-外文翻譯-文庫(kù)吧
2024-12-23 02:42 本頁(yè)面
【正文】 展，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)旋流器內(nèi)部的流場(chǎng)和顆粒進(jìn)行數(shù)值模擬，其具有模擬能力強(qiáng)，計(jì)算速度快，投資少等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣 — 固兩相的模擬，其內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律被發(fā)現(xiàn)，從而使得旋流器的結(jié)構(gòu)可能被優(yōu)化以及縮短開(kāi)發(fā)周期，這對(duì)工程設(shè)計(jì)有重要的意義。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 圖 1 典型的圓錐型旋流分離器的原理圖 2 氣旋分離器的數(shù)學(xué)模型 為了便于解決問(wèn)題，在建立數(shù)學(xué)模型之前將實(shí)用型旋風(fēng)分離器簡(jiǎn)化如下： (1)、 流體是不可壓縮的氣體，即 p=constant 。 (2)、 由流體和墻壁之間的摩擦引起的熱效應(yīng)被忽略。 (3)、 入口氣體的流速為均數(shù)時(shí)，流動(dòng)處于紊流狀態(tài)。 (4)、 假設(shè)流場(chǎng)為恒溫，并且熱量傳遞被忽略。 進(jìn)料工藝參數(shù)為：物料的流速為 700 到 1000kg/h，物料的密度為 ，氣體流量 ,377m3/h，物料溫度為 1160oC，壓力為 。物質(zhì)組成由氣相和固相共同組成（粉塵含量為 20%），材料密度為 3*105 Pa S，粉塵密度為 280300kg/m3，粉塵顆粒度為大于等于 10mm(30%)， 310mm（ 40%）， 13mm(27%)，以及小于等于1mm(3%)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分離效率應(yīng)不低于 98％，不銹鋼鉻鎳鐵合金 600（鎳基合金）是必要的， 2bar 的飽和蒸汽需要夾套加熱。 有關(guān)參數(shù)如表 1 所示，通過(guò)計(jì)算 Muschelknautz 建模方法最終模型如圖 2 所示，所有的尺寸和比例如圖所標(biāo)注。 3 建立旋風(fēng)分離器的網(wǎng)格模型 網(wǎng)格的生成是流場(chǎng)數(shù)值模擬的前處理步驟。在本文中，使用代數(shù)的方法生成部分區(qū)域的 3D 網(wǎng)格視圖，來(lái)瀏覽旋流分離器內(nèi)流場(chǎng)的特性。 系統(tǒng)中的網(wǎng)格建立是相當(dāng)適合的幾何結(jié)構(gòu)模式，這是有利于部分區(qū)域數(shù)值模擬的耦 合條件。同時(shí)，對(duì)于旋風(fēng)分離器來(lái)說(shuō)網(wǎng)格的生成具有良好的正交性，可滿足一些差異性的格式。在本模型中，運(yùn)用三維中的六面體網(wǎng)格計(jì)算共劃分 316436 單元。 西安石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 表 11 參數(shù) 數(shù)值 參數(shù) 數(shù)值 平均質(zhì)量流量 850 kg/h 渦流內(nèi)層上剪切顆粒的直徑 mm 物料體積流量 *104 m3/s 在筒壁直徑上顆粒的最終切速度剪切 m/s 氣體體積流量 m3/s 在筒壁顆粒直徑的最終切速度 物料密度 2719 kg/m3 阻力系數(shù) 入口收縮因子 進(jìn)料限制密度 kg/kg 壁面切向速度 oV? m/s 氣體和固體在內(nèi)壁上的摩擦損失 Pa 壁面軸向速度 z?? m/s 管線上 sV 的渦流虧損
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