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水力旋流器内部流场数值模拟及分离效率研究

专 业: 流体力学
关键词: 水力旋流器 分离效率 分流比 涡旋 浓度
分类号: O35
形 态: 共 69 页 约 45,195 个字 约 2.162 M内容
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内容摘要


本文首先从流体流动规律的研究着手,从理论上分析了水力旋流器内部流场的速度场分布和压力场分布规律。

在理论分析中,应用必要的假设对所分析的问题进行了一定简化,从而使分析简单明了。

初步分析了水力旋流器分离效率的影响因素,指出分流比在一定范围内对分离效率有很大影响:分流比增加,分离效率及折算分离效率都会有所升高。

但是提高分流比的代价是分离粒度的增加。

通过CFD软件及前人实验数据对所得结果进行了初步对比,结果表明本文分析结论适用于高浓度下的分离作业,而对低浓度进料时,需要做一定修正。

采用计算流体力学Computational Fluid Dynamics商业软件Fluent 6.1对水介质水力旋流器内部流场进行了数值模拟,并进一步研究了旋流器内的速度分布、压力分布。

计算结果证明,选用RSM Reynolds Stress Model湍流模型可以对旋流器流场进行较全面准确的数值预报。

根据理论分析和数值模拟计算结果,对水介质水力旋流器内固体分散相的运动行为进行了分析:在柱段内,固体颗粒在强离心力作用下运动到了旋流器壁面附近,由于壁面附近离心力的衰减,固体颗粒开始做沉降运动,进而产生了分..……

全文目录


摘要
第1章 绪论
1.1 发展概况
1.2 应用概况
1.3 研究方法
1.3.1 数学方法
1.3.2 试验方法
1.3.3 数值模拟方法
1.4 研究现状
1.5 本文主要研究内容
1.5.1 分离效率分析
1.5.2 流动参数显示
1.5.3 定量研究旋流器工作粒径范围
1.5.4 柱段高度与有效分离区的探讨
第2章 旋流器基本理论
2.1 旋流器内流场基本理论
2.1.1 旋转流体的能量方程
2.1.2 自由涡运动的基本方程
2.1.3 强制涡运动的基本方程
2.1.4 组合涡运动的基本方程
2.1.5 两相流中的受力分析
2.2 水力旋流器内的流速分布
2.2.1 切向流速分布
2.2.2 轴向流速分布
2.2.3 径向流速分布
2.3 水力旋流器基本组成与工作原理
2.3.1 基本结构组成
2.3.2 旋流器工作原理
2.4 本章小结
第3章 物理模型的建立
3.1 关于FLUENT
3.1.1 FLUENT 概述
3.1.2 FLUENT 基本构成
3.2 FLUENT 模拟程序
3.2.1 准备工作
3.2.2 基本步骤
3.3 建模过程
3.3.1 几何建模
3.3.2 网格划分和边界条件定义
3.3.3 湍流模型的选择
3.3.4 多相流模型的选择
3.4 设定边界条件
3.5 控制参数设定
3.6 本章小结
第4章 模拟结果及分析
4.1 单相流的模拟结果
4.1.1 压力分布
4.1.2 切向速度分布
4.1.3 轴向速度分布
4.1.4 径向速度分布
4.1.5 分散相浓度分布
4.2 单锥旋流器分离效率分析
4.2.1 效率分析
4.2.2 讨论
4.3 分流比与分离效率
4.4 进口浓度与分离效率
4.5 柱段高度对分离效率的影响
4.6 工作粒径范围
4.7 数值算法的讨论
4.8 本章小结
结论
展望
参考文献

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中图分类: > O35 > 数理科学和化学 > 力学 > 流体力学

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