旋风分离器数值模拟
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后处理
创建x=0面,显示其速度矢量。
从其速度矢量图可以看出, 两侧的速度主要为周向速度,排 气管的速度主要为轴向速度,而 且速度逐渐减小,与已知相符。
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后处理
创建z=645截面的压力云图和速度矢量
从压力云图可以看出进口截面中间有个明显的低压区,其速度矢量图可 以明显的看出造旋运动,且中间区域有明显的空白,即周向速度分量很小。
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前处理:几何建模
利用solidworks进行几何建模 导入gambit
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前处理:划分网格
对几何体进行分块,交界面采用interface。采用Hex/Wedge结构化网格, 采用Cooper(制桶)铺层方法
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前处理:导入模型
入口为velocity-inlet,出口均为outflow。检查网格,保证最小网格体积 不为零。
旋风分离器内两相流动 数值模拟
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背景及意义 前处理 计算 后处理
模拟内容
CONTENTS
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背景及意义
旋风分离器是利用气固两相流的旋转, 将固体颗粒从气流中分离出来的一种干式气 固分离装置。与其它气固分离设备相比,具 有结构简单、设备紧凑、性能稳定和分离效 率高等特点。广泛应用于石油、化工、冶金、 建筑、矿山、机械和环保等工业部门。 由于旋风分离器内部流动非常复杂,用 试验或者解析的方法研究分离器内部的流动 状况比较困难。近年来,随着计算机硬件 CFD(计算流体动力学)技术的不断进步,数值 方法成为研究旋风分离器的一种重要手段。 通过对旋风分离器内气固两相进行数值模拟, 揭示旋风分离器内部流场,为优化旋风分离 器的结构提供思路,也为进一步提高分离性 能奠定基础。
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计算:模型选择
采用稳态,压力基求解器,不考虑重力。湍流模型采用k-epsilon(2 epn) 模型,激活Swirl Dominated Flow(强旋流)。离散相采用DPM模型。颗粒采 用煤粉,颗粒粒径为1um,密度为1000kress模型?
因为旋风分离器内部流场是旋流占优, 所以采用Swirl Dominated Flow,不采用 Reynolds Stress模型是因为三维雷诺应力模 型需要求解七个方程,计算量大。
谢 谢!
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计算:设置参数并求解
入口速度为30m/s,湍流强度为10%,水力直径为0.0543m。迭代3000, 并以出口质量流量判断其收敛与否。
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后处理
1μm颗粒的跟 随性比较好,可以 根据颗粒轨迹来分 析流场。
1μm颗粒轨迹
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后处理
创建x=0面,显示压力云图。
从其压力云图中可以看出, 两侧压力较高,中间排出管压力 较小,有明显的压力突变;而两 侧延高度方向压降较小;与实验 测量一致。