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《旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究學(xué)校代號:學(xué)號:密級:公開長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文旋風(fēng)分離器的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究學(xué)位申請人姓名到化鵬指導(dǎo)教師姜昌住所在學(xué)院魚&近皇麴力工猩堂瞳專業(yè)名稱王猩熱物理論文提交日期生壘月論文答辯日期三生墨旦答辯委員會主席龔迸受摘要旋風(fēng)分離器作為一種重要的氣固分離設(shè)備,廣泛應(yīng)用于石油、化工、環(huán)保、電力、冶金等領(lǐng)域。近年來,隨著工業(yè)發(fā)展和能源日趨緊張的影響,高效低阻型旋風(fēng)分離器的研究與開發(fā)越來越受到重視。本文利用數(shù)值模擬方法開展了高效低阻型旋風(fēng)分離器的研究,論文首先對旋風(fēng)分離器內(nèi)流場模擬的數(shù)值算法進(jìn)
2、行了研究,然后進(jìn)行升氣管插入深度的優(yōu)化以及對所用子彈頭減阻器性能影響因素的研究,以確定最佳減阻器的結(jié)構(gòu)。通過以上研究,得出以下結(jié)論:采用的壓力插值格式和二階以上的差分格式情況下,線性雷諾應(yīng)力模型和二次壓應(yīng)力雷諾應(yīng)力模型模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合較好,二次壓應(yīng)力模型精度高于線性壓應(yīng)力模型,但對網(wǎng)格質(zhì)量要求較高且雷諾應(yīng)力項(xiàng)不易收斂。旋風(fēng)分離器升氣管插入深度增加可以減少“短路流”量,但是升氣管插入過長會增加壓力損失及降低分離效率,旋風(fēng)分離器內(nèi)升氣管存在最佳插入深度。與普通帶導(dǎo)流葉片減阻器相比,子彈頭減阻器由于其錐體部分作用,進(jìn)一步減少
3、了旋風(fēng)分離器“二次流’’的區(qū)域面積,進(jìn)而降低了旋風(fēng)分離器的壓力損失。子彈頭減阻器導(dǎo)流葉片進(jìn)口角與片數(shù)及安裝位置對旋風(fēng)分離器的分離效率和壓力損失具有一定的影響。對于該類型旋風(fēng)分離器,在導(dǎo)流葉片進(jìn)口角為。到。角范圍內(nèi),減小導(dǎo)流葉片進(jìn)口角可以增大分離效率和降低壓力損失;伴隨著減阻裝置中心體簡體直徑增加,會增加旋風(fēng)分離器內(nèi)壓力損失,降低分離效率;伴隨著導(dǎo)流葉片數(shù)的增加可以更好的將旋轉(zhuǎn)流動轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?降低機(jī)械摩擦損失,但總壓并不隨葉片數(shù)增加而降低,存在最佳導(dǎo)流葉片數(shù);降低減阻器安裝位置會減少旋風(fēng)分離器內(nèi)總壓損失,但安裝位置過低,會降低
4、分其離效率。關(guān)鍵詞:旋風(fēng)分離器;數(shù)值模擬;高效低阻;子彈頭減阻器;分離效率?,,,.,,謝,.,.,.,:、麗?.?,讞’.””,,.、析,謝”,”..。。;;、,,,;舢,.;;:;;目錄摘要第一章緒論.研究背景及意義??...國內(nèi)外研究狀況和進(jìn)展概述....旋風(fēng)分離器內(nèi)部流場試驗(yàn)研究..旋風(fēng)分離器分離機(jī)理研究..旋風(fēng)分離器的減阻研究..旋風(fēng)分離器內(nèi)湍流流動的數(shù)值模擬研究..旋風(fēng)分離器內(nèi)的顆粒模擬研究.課題主要研究內(nèi)容?..第二章旋風(fēng)分離器算法研究.流動控制方程..常用湍流模型....標(biāo)準(zhǔn)模型?...模型?..雷諾應(yīng)力
5、模型..離散格式和壓力插值格式?。離散格式??。..壓力插值格式..速度與壓力的耦合算法.算法比較..幾何模型??...網(wǎng)格劃分??...邊界條件??...數(shù)值解法??...模擬結(jié)果比較分析?..刀、結(jié)?.第三章升氣管插入深度優(yōu)化及流場分析.旋風(fēng)分離器的氣相流場模擬..】幾何模型??..】..網(wǎng)格劃分??...邊界條件??...數(shù)值解法??..旋風(fēng)分離器內(nèi)顆粒軌道的模擬..離散相模型?..離散相邊界條件設(shè)置...固體顆粒軌跡模擬結(jié)果??..分離效率及壓降比較..壓降的計(jì)算?...分離效率的計(jì)算??...計(jì)算結(jié)果比較..優(yōu)化后
6、氣相流場分析..速度場分布?...壓力場分布?..小結(jié)?.第四章旋風(fēng)分離器減阻裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化.減阻裝置..減阻裝置結(jié)構(gòu)...影響減阻裝置性能的因素?..不同結(jié)構(gòu)減阻裝置下數(shù)值模擬研究..子彈頭減阻器與普通導(dǎo)流葉片減阻器比較研究?...子彈頭減阻器導(dǎo)流片進(jìn)口角影響研究??...子彈頭減阻器圓筒部分直徑影響研究??...子彈頭減阻器導(dǎo)流葉片數(shù)影響研究...子彈頭減阻器安裝位置的影響研究。.使用子彈頭減阻器后旋風(fēng)分離器內(nèi)流場分布.小結(jié)?.第五章結(jié)論與展望.結(jié)論?..展望?.參考文獻(xiàn)致謝..附錄攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文?第一章緒論第一章
7、緒論.研究背景及意義旋風(fēng)分離器是利用氣固兩相介質(zhì)的密度差來把固體顆粒或液滴從含塵氣體中分離出來的一種靜止機(jī)械設(shè)備,由于其結(jié)構(gòu)簡單、制造安裝投資少、維護(hù)方便、耐高溫高壓且分離效率高已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于石油、化工、煤電、冶金、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域。自年發(fā)明出第一臺圓錐形旋風(fēng)分離器以來,在其后百余年里,國內(nèi)外眾多學(xué)者對旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)、尺寸、流場特性等作了大量研究,并不斷對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化以提高分離效率,但是伴隨著分離效率的提高,其能耗也在不斷增加。近年來,隨著工業(yè)發(fā)展需要及能源日趨緊張的影響,尤其是旋風(fēng)分離器作為主要耗能設(shè)備的企業(yè),對旋風(fēng)分離器
8、提出高性能的要求:一方面要求該設(shè)備具有較高的分離效率;另一方面能夠進(jìn)一步降其壓降。所以對高效低阻型旋風(fēng)分離器的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。由于受實(shí)驗(yàn)條件限制,并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,以及技術(shù)方便、快捷并能夠?qū)?fù)雜的流場直觀的顯示出來等優(yōu)點(diǎn),技術(shù)已經(jīng)逐步成為研究旋風(fēng)分離器的重要手段,盡管國內(nèi)外學(xué)者
