基于離散相模型的旋風(fēng)分離器內(nèi)部流場數(shù)值研究.pdf

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1、2011年第40卷第9期流體機(jī)械21文章編號：1005—0329(2011)09—0021—05基于離散相模型的旋風(fēng)分離器內(nèi)部流場數(shù)值研究李丹，馬貴陽，杜明俊，張朝陽(1．遼寧石油化工大學(xué)，遼寧撫順113001；2．中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司，河北任丘062552)摘要：針對旋風(fēng)分離器內(nèi)部流場的研究，采用數(shù)值模擬的方法模擬了分離器內(nèi)固體顆粒的運動軌跡。通過分析不同粒徑及人口速度對旋風(fēng)分離器內(nèi)固相顆粒運動軌跡的影響，探索了顆粒在旋風(fēng)分離器中運動的物理機(jī)理，隨后對旋風(fēng)分離器的灰斗長度進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明：顆粒在旋風(fēng)分

2、離器中運動軌跡比較復(fù)雜，且同時受到入口速度和粒子半徑的影響，相同粒徑顆粒在不同入口速度下運動軌跡不同，且小粒徑顆粒較容易受到人口速度的影響，旋風(fēng)分離器在“標(biāo)準(zhǔn)”灰斗長度下的分離效率及分離性能最好。模擬結(jié)果可為工程實際應(yīng)用提供一定的理論指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：旋風(fēng)分離器；數(shù)值模擬；粒徑；軌跡中圖分類號：TQ051．8“文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．09．005NumericalStudyforFlowFieldinaCycloneSeparatorBasedontheDiscre

3、tePhaseModelLIDan，MAGui．yang1,DUMing-jun，ZHANGChao．yang(1．LiaoningShihuaUniversity，F(xiàn)ushun113001，China；2．ChinaPetroleumEngineeringCo．，LED．，Renqiu062552，China)Abstract：Numericalsimulationmethodisusedtosimulatethemovementtrackofthesolidparticlesinacycloneforthestud

4、yofcycloneseparatorflowfield．Weadoptthediscretephasemodel(DPM)forsolidfield．Thephysicalmechanismfortheparti-clesmovementinacycloneseparatorisexploredbyanalyzingtheinfluenceofdifferentparticlesizeandinletvelocityonsolidparticlestrackinacycloneseparator．Thenthelen

5、gthofcyclonehopperwasoptimized．Theresultsshowthattheparticles’trackinacycloneseparatoriscomplex，anditisinfluencedbyinletvelocityandparticlessizeatthesametime．Thetrackofsanlesizeparticlesisdifferentatthecaseofdifferentinletvelocity，andsmallparticlesaleeasierinflu

6、encedbytheinletvelocity．Thesep—arationeficiencyandseparationperformanceofthecyclonein”standard”hopperlengthisbest．Thesimulationresultscouldprovidesometheoreticalguideforengineeringapplications．Keywords：cycloneseparator；numericalsimulation；particlesize；track1引言器的

7、單個部位對除塵效率的影響做了深人研究J。柳綺年等通過試驗方法研究了旋風(fēng)分離旋風(fēng)分離器是一種除去輸送介質(zhì)氣體中攜帶器內(nèi)部流場，并得到流型圖及經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式J。的固體顆粒雜質(zhì)，達(dá)到氣固分離，以保證管道及設(shè)數(shù)值模擬方法的出現(xiàn)為研究分離器內(nèi)氣固兩備的正常運行的設(shè)備，由于其結(jié)構(gòu)簡單、分離效率相流動提供了工具。Grifths和Boysan等學(xué)者分高、維修方便等優(yōu)點，在煉油、化工、動力等領(lǐng)域得別應(yīng)用數(shù)值模擬的方法對旋風(fēng)分離器的分離效率到廣泛應(yīng)甩。但由于其內(nèi)部的流體流動為三維強(qiáng)及使用模型做了研究】?；谟嬎懔黧w力學(xué)旋轉(zhuǎn)和高強(qiáng)度湍流的兩相流

8、運動，流動規(guī)律非常(CFD)軟件，采用離散相模型對旋風(fēng)分離器內(nèi)流復(fù)雜，試驗或解析的方法很難應(yīng)用于研究其內(nèi)部場進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要分析粒徑和入口速度變流場。眾多學(xué)者對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分離效率進(jìn)行了化對顆粒運動軌跡的影響，給出了顆粒在不同入研究¨J。Hoffmann等科研工作者針對旋風(fēng)分離口速度下的軌跡圖，討論粒徑變化對粒子軌跡的收稿日期