固液旋流分离器两相流场数值模拟研究
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇
旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析1旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析旋风分离器是一种广泛应用于化工、环保、电力等领域的气固分离设备，其利用离心力将气固两相流中的颗粒物分离出来，一般被用作除尘和粉尘回收设备。
本文将介绍旋风分离器的气固两相流数值模拟及性能分析。
气固两相流是指气体与固体颗粒混合物流动的状态。
旋风分离器中的气固两相流在进入设备后，经过导流装置后便会进入旋风筒，此时气固两相流呈螺旋上升流动状态，颗粒物受到离心力的作用被抛向旋风筒壁，而气体则从旋风筒顶部中心脱离，从出口排放。
因此，旋风分离器气固两相流的流体物理特性显得尤为重要。
本文采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对旋风分离器气固两相流进行数值模拟。
对于气体流动部分，采用了二维轴对称的控制方程式，包括连续性方程、动量方程和能量方程，而对于颗粒物流动部分，采用了颗粒物轨迹模型（Particle Tracking Model，PTM）。
在数值模拟过程中，采用了FLUENT软件进行求解，其中的数值算法采用双重电子数法（Electron Electrostatic Force Field，E3F2）。
数值模拟结果显示，在旋风分离器中，气体的流速主要集中在筒壁附近，而在离筒中心较远的地方，则流速较慢，颗粒物则以螺旋线的方式向旋风筒壁移动，并沿着筒壁向下运动。
颗粒物在旋风筒中受到离心力的作用后，其分布状态将随着离心力的变化而变化，最终沉积在筒壁处。
数值模拟结果还表明，旋风分离器的分离效率随着旋风筒直径的增加而增加。
为了验证数值模拟结果的可信度，实验室制作了一个小型旋风分离器进行了实验研究。
实验结果表明，数值模拟与实验结果相比较为一致，通过数值模拟可以较好地描述旋风分离器中气固两相流动的情况并用于性能预测。
综合来看，数值模拟是一种较为有效的旋风分离器气固两相流性能分析方法，可以较好地预测旋风分离器的分离效率和颗粒物的分布状态，为旋风分离器的设计和优化提供了有力支持综上所述，本文利用数值模拟方法和实验研究相结合的方式，对旋风分离器的气固两相流动性能进行了分析。
新型旋流沉砂池固液两相流数值模拟研究的开题报告
新型旋流沉砂池固液两相流数值模拟研究的开题报告一、选题的背景和意义旋流沉砂池是一种常用的污水处理设备，其主要功能是通过旋流作用将污水中的悬浮固体颗粒沉降到池底，从而实现水的净化。
然而，旋流沉砂池在实际应用中存在着一些问题，例如对于颗粒物较小的污水处理，在单纯的旋流沉砂池中滞留时间不足，效率不高；旋流沉砂池的流场结构、固液分离效果受到进水流量、旋流器直径和叶片形状等因素的影响，需要进行优化。
为解决这些问题，进行固液两相流数值模拟研究，可以更加深入地了解旋流沉砂池内的流场结构和固液分离效果，从而进行设备结构和操作参数的优化，提高污水处理效率，降低设备运行成本，具有重要的现实意义。
二、研究内容和思路本次研究的目标是进行新型旋流沉砂池的固液两相流数值模拟，分析不同进水流量、旋流器直径和叶片形状对池内流场结构和固液分离效果的影响，并进行优化设计。
具体的研究思路如下：1. 确定数值模拟方法及模型：采用基于液相不可压缩流和离散相模型的Euler-Lagrange数值模拟方法，建立旋流沉砂池的数学模型。
2. 建立网格模型：对整个模拟区域进行网格划分，对池体、旋流器及进出口进行网格划分，并优化重点模拟区域的网格密度。
3. 设定模拟边界条件：确定模拟区域的流体属性和固体颗粒属性，并设定相应的初始和边界条件。
4. 实施模拟计算：对模拟模型进行求解，获得不同进水流量、旋流器直径和叶片形状条件下的池内固液两相流状态及分离效果。
5. 结果分析与优化设计：基于模拟结果，分析不同条件下的池内流场结构和固液分离效果，找出问题和瓶颈，进行优化设计，提高污水处理效率和固液分离效果。
三、预期研究成果和创新性本次研究将通过对新型旋流沉砂池的固液两相流数值模拟，重点分析流场结构和固液分离效果的影响因素，并提出优化措施和建议，具有以下预期研究成果和创新性：1. 建立旋流沉砂池的数学模型，优化模拟区域的网格密度，为模拟数值精度提高奠定基础。
2. 分析不同进水流量、旋流器直径和叶片形状对池内流场结构和固液分离效果的影响，找出问题和瓶颈。
螺旋式旋风分离器气_固两相流的数值模拟
27
用, 实验数据不易测量等因素 , 所以关于旋风分离 器的研究至今大多采用经验、 半经验方法. 本文旨在 借助 CFD 商业软件中的 F LU ENT 软件包, 对螺旋 式旋风分离器内部流场进行分析研究, 充分认识其 内部气、 固两相的分布特点, 为以后相关方面的科学 研究提供一定的理论借鉴 .
0
引言
螺旋式旋风分离器是一种已被实验证实高效、 实用、 新颖的除尘设备 , 与传统旋风分离器相比具有 体积小、 高度低、 收尘效率高、 气流阻力低和分离能 力大等优点[ 1] . 因其对颗粒物的分离、 捕集过程是一 复杂的三维、 二相湍流运动 , 并涉及到气- 固相互作
应用 [ J] . 自动化仪表 , 2004, 25( 5) : 13- 17. [ 2] [ 3] [ 4] [ 5] [ 6] 李发海 , 王 岩 . 电机与拖动基础 [ M ] . 北京 : 清华大 学 出版社 , 2005. 苏绍禹 . 风力发 电机设 计与运 行维 护 [ M ] . 北京 : 中 国 电力出版社 , 2002. 张国良 , 曾 静 , 柯 熙政 , 邓方 林 . 模糊 控制 及其 M at lab 应用 [ M ] . 西安 : 西安交通大学出版社 , 2002. 叶杭冶 . 风力发 电机组 的控制 技术 [ M ] . 北 京 : 机械 工 业出版社 , 2002. 姚 骏, 廖 勇 . 基 于全模糊控制器的交流励磁发电 机 励磁控制 系 统研 究 [ J] . 中 国 电 机工 程 学报 , 2007, 27 ( 33) : 36- 41. [ 7] 郭洪澈 , 郭庆鼎 . 模 糊控制在大型风力发电机并网控 制 中的应用 [ J] . 节能 , 2002, 12: 41- 43. 作者简介 : 高文元 ( 1949 - ) , 男 , 江苏无 锡人 , 高 级工程 师 ,
液—固水力旋流器两相流动数值模拟研究进展
液—固水力旋流器两相流动数值模拟研究进展液—固水力旋流器广泛应用于各个行业，如石油化工、选矿、造纸、医药卫生、环境保护和食品等。
近年来，随着各工业领域的不断发展，对液固分离技术与装备提出了新的挑战和更高的要求同时，为了适应当今不断高涨的降低能耗的要求，目前迫切需要开发出高分离速度、高脱水度、高分离精度的高性能液—固分离技术然而，由于实验条件的限制，单纯通过实验来研究旋流器的性能不仅周期长而且费用高，如果辅助以理论分析计算和流场模拟等方法来研究旋流器内部流体流动规律，以及结构尺寸变化对分离性能和压力特性的影响等，则可缩短研究周期和实验费用，具有重要的理论研究和工程应用价值。
液—固水力旋流器结构及工作原理图1所示为典型的液—固旋流器，主要由进料口、溢流口、底流口和器壁组成。
其工作原理为，当液体高速旋转受离心力作用时，轻相向轴心迁移，从溢流口排出，重相向壁面运动，由底流口排出，从而实现轻相( 液) 和重相( 固) 分离的目的。
图1 典型液—固旋流器两相流场数值模拟研究进展液—固水力旋流器中液固分离的问题在数值模拟中定义为液体和固体不相容的两相流问题。
由于液固两相之间的相互作用和每一相的运动，传热传质和反应等的影响，颗粒相的模拟基本分为两类：一类是Euler方法，该方法除将流体作为连续介质外，把颗粒群也作为拟连续介质或拟流体，设其在空间有连续的速度和温度分布及等价的输运性质( 粘性扩散导热等) ；另一类是Lagrange方法，该方法把流体作为连续介质，而将颗粒群看作离散体系，并以此来探讨颗粒动力学颗粒轨道等基于这两种方法，研究者采用了不同的模型对旋流器内的两相分离过程进行了模拟研究。
K T Hsien和R K Rajamani( 1991)根据颗粒的受力平衡，用代数逼近法求出固体颗粒的滑移速度和轨迹，P He，M Salcudean和I S Gartshore(1997 )分别用二维和三维模型计算了旋流器的分离效率。
固液分离水力旋流除砂器的数值模拟
和简化的二维几何模型 ，通过编制计算机程序计算 出水力旋流器的内流场 ，结果表明雷诺应力模型 比
Ｒ Ｇ — 模型预测旋流器 中的强旋湍流更 为准确 。 Ｎ Ｋｓ 中国石油大学 （ 北京 ） 的丁永强 采用 Ｒ Ｇ 一 Ｎｘ 和三维几何模型 ，通过编制计算机程序获得 了水力 旋流器的内流场分布情况并预测 了旋流器的分离效 率。西南石油学院的任连城 采用 Ｃ Ｄ方法对 Ｒ． Ｆ ｉ ｅｍ ｔ ａ ｅ Ｋ设计 的最佳旋 流器进行 了流场数值 模拟 ， 模拟结果基本满足 （ ） 自由涡运动规律 ，为笔 准
— —
运算 ，可以采用二维轴对称模型计算其内流场。笔 者计算的旋流器计算域 如图 １ 所示 。共划分 ５９ ５８ 个节点 ，５５ ３２个 四边形 网格。采用 了 ３套互为交
（，中国石 油大学 ・ 东 ２ １ 华 ．中国石 油大学 ・ 北京）
摘要
利用 Ｃ Ｄ软件，采用雷诺应力模型分别计算 了３０型和 ２０型水力旋流 除砂器 的内流 Ｆ ０ ５
场 ，得到 了２ 种水力旋流除砂器的轴向、径 向、切 向速度及压强的分布 曲线。通过对所得结果的 分析，发现模拟结果基本符合旋流除砂器的运行规律。比较 ２种旋流 除砂器的 内流场 ，表 明改进 的 ３０型水力旋流除砂器的结构及分离能力优于原来 ２０型水力旋流 除砂器，为水力旋流 除砂器 ０ ５ 的优化设计和选型提供 了可靠的设计依据。 关键词 水力旋流除砂器 Ｃ Ｄ 数值模拟 雷诺应力模型 Ｆ 应用于工程实际来指导旋流器设计。笔者采用较为
２０ｍ ５ ｍ。流体工况为入 口流量 ２０～ ６ ｈ ４ ２０ｍ ／ 。入 ３ １含砂质量分数 １％ ～ ４ ，砂子中径 ２ ｍ，流 ０ １％ ５
体密度 ≤１６ ／ ｍ 。３０型水力旋流除砂器的进液 ． ｃ ０ ｇ
螺旋离心泵内固液两相流的数值模拟
流量
（ ｈ ｍ／）
１５ ６
扬程
（ ｍ）３ ２ຫໍສະໝຸດ 轴功率 （Ｗ） ｋ
２ ． ３２
效率
（ ） ％
６ ２
转速
（／ ｉ） ｒｍ ｎ
１８ ４０
律 和特性研 究是 研 究 的重 点 之一 ＿ ｊ ３ 。借 助 Ｃ Ｄ Ｆ 方法对流体 机械 内部 流场进 行数 值模 拟 得到 越来
越 广泛 的应用 。
对 计算 区域 ， 划分 为非 结构 四面 体 网格 ， 进 并
本文 以 １０×１０ Ｎ 一 ２型 螺 旋 浓 浆 泵作 为 行 了网格无关性 检查 。 ５ ０Ｌ ３
． 模 型泵 ， 以含沙 水 为介 质 ， 用 Ｃ Ｄ方 法 ， 不 同 ２ ２ 数 值 方 法 利 Ｆ 在 采 用分 离 、 式 、 态 计 算 方 法 。湍 流 动 能 、 隐 稳 中值粒径 和体 积浓度 ｖ ｏ ， 其 内流进 行计 算分 ｆ时 对
１ 前言
２ １ 模 型参数 及 网格划 分 ．
选 用 的螺 旋浓浆 泵 ， 主要参 数如表 １ 其 。
螺旋 离心泵 是将螺 旋泵 与离 心泵 融 合为 一体 的新型杂 质 泵 Ｌ 。其 内部 固液 两 相 流 的 流 动规 ｌ ｊ
表 １ １０×１０ Ｎ一 ２型螺 旋 浓 浆 泵 基 本 参 数 ５ ０Ｌ ３
ｒｉ ｅ ｈ ｎ ｙ ｉ ｆｔ ｏ ｉ／ｌ ｉ ｗｏ ｐ ａ ｅ ｆ ｗ ｎ ｔｅ ｃ ａ ｎ ｌｏ ｈ ｕ ａ ｎ ｄ ｂｙｔ ｅ ａ ａ ｓｓ ｏ ｈｅ ｓ ｌｄ ｉ ｄ ｔ — ｈ ｓ ｏ ｉ ｈ ｈ ｌ ｑｕ ｌ ｎ ｅ ｆｔｅ ｐ ｍｐ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｓ ｒ Ｗ ｃ ｎ ｒ ｕ ａ ｕ Ｃ ｅ ｔ ｆ ｇ ｌｐ ｍｐ；ｓ ｄ ｌ ｉ ｗ — ｈ ｓ ｏ ｌ ｅ ｔ ａ ｄ ｌｄ ｎ ｗ ｔｒ ｎ ｍｅ ｉａ ｉ ｌｔ ｎ ｅ ｉ ｄｉ／ ｉ ｄ ｔ ｏ ｐ ａ ｅ ｆ ｗ；ｆ ｎ ；ｓ ｎ — ｅ ａｅ ； ｕ ｒ ｌ ｓ ｕ ｑ ｌ ｕ ａ ｃ ｍｕａ ｉ ｏ
固液两相流沉降模型与数值模拟研究的开题报告
固液两相流沉降模型与数值模拟研究的开题报告
一、研究背景
固液两相流是一种重要的流体形态，在各个领域均有广泛应用，如化工、能源、环保等。
其中，固液两相流沉降过程是固液分离、浓缩的重要方式之一。
目前，现有
模型在描述固液两相流沉降过程中存在不足，需要更加精确的模型来对固液两相流沉
降进行描述和预测。
二、研究内容
本研究旨在建立一种可靠的固液两相流沉降模型，并进行数值模拟，探究固液两相流沉降规律。
1. 固液两相流沉降模型的建立
建立固液两相流沉降模型，考虑到液相在固相表面的留滞、颗粒沉降速度等多个因素的影响。
基于相对论的粒子运动理论、Navier-Stokes方程、Kynch沉降理论等，
建立固液两相流沉降模型。
2. 数值模拟
使用Fluent软件进行数值模拟，验证建立的固液两相流沉降模型的可靠性，并分析固液两相流沉降规律。
通过改变不同的流体参数和物质参数，以获得不同的土壤颗
粒在不同条件下的沉降特性。
在模拟过程中，考虑到颗粒与颗粒之间的物理相互作用、流体中的湍流效应等。
三、研究意义
通过本研究建立可靠的固液两相流沉降模型，可以预测固液两相流沉降的速度和颗粒大小的变化，为污水处理、土壤重金属污染治理、湖泊沉积物监测等领域提供理
论指导。
同时，本研究的数值模拟结果可以为实验成果提供准确的验证和补充。
搅拌浸出槽固液两相流场的数值模拟
拉 多相流模型 、 以及 多重参考 系法处理搅拌 桨区。对搅拌槽在直 桨式和旋 桨式两种 桨型下的流场以及装有挡板或导流筒
后 的流场情况进行 了比较研究 ， 结果表 明在同等条件下旋桨式搅拌 桨搅拌效果较好 ， 轴向速度 比直桨式搅拌 桨平均高 出 １ ２ ０ ％， 在搅拌槽 中设置挡板和循环筒有利于改善流场速度分布 ， 从而加 强混合效果， 但挡板的改善效果更为显著。 关键词 ： 固液两相流 ； 湍流 ； 轴流
第２ 期 ２ ０ １ ４年 ２月
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ２ｌ ５
搅拌浸 出槽 固液 两相 流场 的数值模 拟
吴 宗武 ， 孔建 益 ， 侯 宇， 王兴 东
４ ３ ０ ０ ８ １ ） （ 武汉科技 大学 机械 自动化学院 ， 湖北 武汉
ＷＵ Ｚ ｏ ｎ ｇ — ｗｎ，ＫＯＮ Ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ — ｙ ｉ ，ＨＯＵ Ｙｕ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉ ｎ ｇ — ｄ ｏ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈｕ ｂ ｅ ｉ Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ８ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｇ Ａ ＭＢ Ｉ Ｔ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｌｏ ｆ ｗ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｋ － ｅ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ， Ｅ ｕ ｌ ｅ ｒ － Ｅ ｕ ｌ ｅ ｒ ｍ ｕ ｈ ｉ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｌｏ ｆ ｗ
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混合物在分离器内分离停留的时间减少，也是不利
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＋ｌ ２００ ｒ／ｒａｉｎ
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图３截面浓度随转速变化的规
·２３·
于分离的。而且转速提高时，溢流口处紊流强度增
大，导致有部分固相颗粒从溢流口排出，降低了分离
2.学位论文 贾明 均质压燃（HCCI）发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究 2006
由于全球经济的飞速发展，能源危机和环境污染问题日益严重，而汽车作为能源消耗和环境污染的主要来源得到了全世界研究者的广泛重视。其中 均质压燃(HCCI)发动机以其高经济性、低NOx和微粒排放的突出优越性成为目前发动机研究的主要方向之一。HCCI在非常短的时间内从概念变为现实，数 值模拟是一个主要的推动因素。本文通过数值模拟研究了HCCI发动机着火与燃烧过程，主要目的是通过模拟工具更好地理解HCCI燃烧过程，并进一步推 动其发展。文中通过修改并整合目前国际流行的HCCI燃烧模型，建立一套由单区、多区、多维模型和解析解构成的完整的HCCI发动机的模拟系统，对 HCCI发动机着火点的预测、运行工况范围的拓展和排放物的控制提供准确迅捷的信息。
（２）旋流器转速对分离效率的影响
通过对模拟结果（图３）可以看出，随着叶轮转
速的提高，靠近旋流器中心的固相浓度逐渐减少，而
靠近壁面处的固相浓度逐渐增加，达到两相分离的
目的。如果转速太低，便不能使固一液两相达到分离
或有效的分层，从而降低分离效率。转速太高时，叶
轮对流体向前的推进速度及轴向速度增加，会导致
4.王福军 计算流体动力学分析-CFD软件原理与应用 2004 5.韩占忠.王敬.兰小平 FLUENT流体工程仿真计算实例与应用 2004
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燃机学报2007,25(1)
２数值模拟
（１）湍流模型 零方程模型、ｋ－ｅ模型、ｋ－ｔｏ模型和ＲＮＧｋ一８模 型等湍流模型，均是针对充分发展湍流的。本文采 用比较简单的标准ｋ－ｅ湍流模型，可用于多相的分 离、分层以及相间密度比接近于１的混合物分离，利 用混合物特性和混合速度可以捕捉湍流的重要特
性。 （２）固液两相流模型 固一液旋流分离器（图１）利用密度差实现固一液
１概述
选煤行业正期待结构简单、适应性广的新型分 选或分离设备，以扩大适用范围，提高分离或分选精 度。螺旋卸料沉降离心分离和碟式分离…设备，结 构较复杂，造价也较高。水力旋流器由于结构简单、 便于制造和安装，以及处理量大等优点，受到广泛的 采用怛Ｊ。最早发展起来的是静态水力旋流器＂Ｊ。 动态旋流器Ｈ１利用离心力作用分离非均质两相液 体混合物。本文利用流体仿真软件ＦＬＵＥＮＴ”ｏ研究 其内部情况。
（３）模型参数 模型形式和工作原理与ＴＯＴＡＬ型动态旋流器 类似。旋转筒直径５０ ｍｌｎ、长度８００ ｒａｉｎ；旋转栅为四 叶片式结构；叶片长度９５ ｍｉｌｌ和轴线呈５０角；中心 轴直径１０ ｍｍ；溢流口直径３０ ｒａｉｎ和底流出口直
万方数据
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煤矿机电
２００９年第３期
图１ 固液旋流分离器结构图 １一入１５３管；２一入口处机械密封；３一旋转栅；４一轴承座装配； ５一壳体；６一旋转筒皮带轮；７一机械密封；８一法兰；９一旋转筒；
京：清华大学出版社，２００４． ［５］韩占忠，王敬，兰小平．ＦＬＵＥＮＴ流体工程仿真计算实例与应用
［Ｍ］．北京：北京理工大学出版社，２００４． 作者简介：董勇（１９７８一），男，工程师。２００３年毕业于黑龙江科技 大学，现为太原理工大学机械电子研究所在读研究生，主要研究方向 为机械结构设计及优化。
（收稿日期：２００８一１２—２９；责任编辑：陶驰东）
２００９年第３期
煤矿机电
·２１·
固一液旋流分离器两相流场数值模拟研究
董勇，李文英，王怀法
（太原理工大学，山西太原０３００２４）
摘 要： 采用标准ｋ－ｅ湍流模型和混合模型的数值模拟方法，对固一液旋流分离器内的两相流流
动机理及分离特性进行研究。模拟结果表明，分离特性符合有密度差的两相流分流机理。建立的
模型和使用的计算方法有效。
ｌＯ一支架；１１一底流出口；１２一溢流出口
径８ ｍｍｏ （４）旋转栅 旋转栅（图２）位于旋转筒入口处，随旋转筒一
起旋转使混合液流作高速旋转。混合液获得足够的 切向速度，产生强离心力，促进物料分层、分离，同时 向前推进。
图２旋转栅三维图
（５）网格划分和算法 在ＧＡＭＢＩＴ里构造模型并进行网格划分，在不 同的计算域采用不同疏密程度的网格，以加快计算
速度和精度；计算中采用单精度解算器，压力相采 用ＰＲＥＳＴ Ｏ！算法；压力与速度之间的偶合采用 ＳＩＭＰＬＥ法。
（６）边界条件 １）入口条件 入口液为常温状态下的固．液两相混合物，认为 湍流已经充分发展，含固相体积分数为１０％，固体 颗粒直径ｄ分别取为０．１ ｍｍ、０．２ ｍｍ和０．３ ｍｍ。 ２）出口条件 认为溢流和底流出口是已经充分发展的流体， 取流体流动特征量的梯度为零来作为出口边界条 件。 ３）壁面条件 壁面采用无滑移固壁条件，并使用标准壁面函 数法确定固壁附近的流动；旋转部分采用Ｍｏｖｉｎｇ ｗａⅡ方式。
（收稿日期：２００８—１２—０２；责任编辑：陶驰东）
万方数据
固-液旋流分离器两相流场数值模拟研究
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
董勇， 李文英， 王怀法， DONG Yong， LI Wen-ying， WANG Huai-fa 太原理工大学,山西,太原,030024
两相流的分离。如果第二相的体积百分比不超过 １０％，可把第二相当成离散相，采用离散相模型（单 体颗粒运动模型）进行模拟。如果第二相体积百分 比超过１０％，可把第二相当成连续相，采用欧拉模 型、混合模型或ＶＯＦ模型。本文采用的是混合模 型，混合模型是一种简化的两相流模型，可以考虑两 相间因速度不同引起的滑移。通过求解混合相的连 续性方程、动量方程、能量方程、第二相的体积分数 方程和相对速度代数方程实现模拟。特别适用于在 重力、离心力或其它体积力作用下粒子或液滴的分 离计算。
煤矿机电 COLLIERY MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY 2009，(3) 2次
参考文献(5条) 1.孙启才 分离机械 1993 2.赵庆国.张明贤 水力旋流器分离技术 2003
3.赵力新.李枫.王尊策 新型水处理装置:动态水力旋流器的试验研究[期刊论文]-工业水处理 2000(01)
使用多维骨架动力学模型模拟了以异辛烷为燃料的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程.通过结合多维CFD程序KIVA和反应动力学程序CHEMKIN实现了化 学反应与流动的耦合运算.结果表明网格密度和时间步长对HCCI的燃烧过程影响不大,而初始温度对着火点影响显著.通过修改多维模型比较了RNG k-ε湍 流模型和标准k-ε湍流模型、Han和Reitz传热模型和传统传热模型、Kong的混合模型和无混合模型,以及不同的缝隙区模型,发现使用RNG k-ε湍流模型 、Han和Reitz传热模型和缝隙流动模型计算结果与实验值更为接近.修改后的多维模型在不同当量比下计算得到的压力、放热率和排放值与实验完全一致 .
ＤＯＮＧ ｙｏｎｇ，Ⅱ％ｎ卅ｎｇ，ＷＡＮＧ Ｈｕａｉ－ｆａ
（Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｍｍ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ Ｏｎ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｋ．８ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｎｕｍｅｆｉｃＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ。ｔｈｅ ｆｌｏｗｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｂｉ—ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｙｃｌｏｎｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．，ｎｌｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｂｉ．ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｗｉｔｈ ｄｅｎｓｉｔｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｂｕｉｌｔ ｕｐ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｓｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｋ－ｅ ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌ；ｍｉｘｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｂｉ－ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ
山东煤炭科技，２００５（２）． 【３］西门子ｓ７—３００系列可编程控制器硬件手［Ｋ］．北京：北京西
门子自动化公司，１９９９． ［４］葛轶．采排水设备自动控制系统的开发研究［Ｄ］．太原：太原
理工大学，２００５． ［５］高林．煤矿井下排水自动控制系统的研究与开发［Ｄ］．太原：
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作者简介：程高新（１９８４一），女，安徽理工大学电气与信患工程学 院在读硕士研究生。主要研究方向为计算机监控。
参考文献： ［１］孙启才．分离机械［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９３． ［２］赵庆国，张明贤．水力旋流器分离技术［Ｍ］．北京：化学工业
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的试验研究［Ｊ］．工业水处理，２０００。２０（１）． ［４］王福军．计算流体动力学分析一ＣＦＤ软件原理与应用［Ｍ］．北
效率。
（３）固体颗粒大小对分离的影响
分别取ｄ为０．１ ｍｍ，０．２ ｍｉｌｌ和０．３ ＩｎＩｎ三种粒
度直径进行模拟。