α型旋流器流場的數值模擬與性能研究.pdf

1、本研究以流體模擬軟件FlLlent6.2模擬α型水力旋流器流場結構及固體顆粒運動情況，分析了旋流器內的渦流狀況和固體顆粒的運動軌跡，為改善旋流器內流場分布，提高旋流器的性能提供理論依據：并在模擬結果的指導下，提出采用錐形漸擴溢流管結構以降低能耗、提高分離效率。所作主要研究工作如下： 1、運用流體模擬軟件Fluent6.2，基于RSM模型對旋流器模型進行模擬運算，結果表明：α型旋流器消除了常規(guī)旋流器存在的“砂環(huán)”的影響；流型規(guī)整、

2、流場穩(wěn)定，減少了入口部位阻力損失。分離空間內切向速度和軸向速度分布的軸對稱性較好，旋流腔不存在次級渦流。 2、在RSM模型模擬湍流流場的基礎上，采用相間耦合的隨機軌道模型對固體顆粒運動軌跡進行初步考察，并對不同粒徑顆粒的分離效率進行了模擬與實驗的比較分析。結果表明，進入旋流器的大顆粒旋轉的螺距較大，顆粒被迅速甩向器壁旋轉向下，進入底流被捕集。小顆粒旋轉的螺距較小，它離開(被捕集或逃逸)分離器的時間(路程)較長。該方法對于粒級分離

3、效率具有一定的預測性。 3、提出采用錐形漸擴溢流管結構的旋流器，模擬結果顯示：溢流管結構的變化基本上未改變壓力的分布：在溢流管內，只有動壓分布受到影響；而在分離空間內，其各項壓力分布與普通旋流器內的分布趨勢基本相同。溢流管內的切向速度值低于常規(guī)型，而其他有效分離空間內的切向速度值均高于常規(guī)型。 4、α型旋流器實驗測試結果表明：對于高固含量的物料(固體質量分數高達60％)，漸擴溢流管的α型旋流器的分離效率達到了92％以上，