本文關(guān)鍵詞：旋風(fēng)分離器大渦數(shù)值模擬及分離性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 旋風(fēng)分離器是一種利用氣固兩相流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使固體顆粒在離心力的作用下從氣流中分離出來的設(shè)備,因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效、能承受高溫高壓等優(yōu)點(diǎn),在能源、化工、冶金、環(huán)保等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。系統(tǒng)地研究旋風(fēng)分離器內(nèi)部的流場(chǎng)以及性能的影響因素,對(duì)改善和提高旋風(fēng)分離器的性能有著重要的意義。 本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外旋風(fēng)分離器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié),指出旋風(fēng)分離器研究中存在的一些問題以及數(shù)值模擬的必要性。通過查閱研究大量旋風(fēng)分離器氣—固兩相數(shù)值模擬文獻(xiàn),本文采用大渦模擬方法對(duì)旋風(fēng)分離器的流場(chǎng)進(jìn)行模擬,采用相間耦合的隨機(jī)軌道模型對(duì)固體顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行研究。 通過前處理軟件Gambit建立切向入口的旋風(fēng)分離器的幾何模型,針對(duì)旋風(fēng)分離器內(nèi)部復(fù)雜流場(chǎng)的模擬,確定合適的計(jì)算區(qū)域和邊界條件,得到合適的計(jì)算網(wǎng)格文件。通過Fluent軟件,本文的湍流模型采用基于各向異性的大渦模型(LES),差分格式采用QUICK格式,壓力梯度項(xiàng)插補(bǔ)格式采用PRESTO格式,計(jì)算方法采用SIMPLEC算法,對(duì)旋風(fēng)分離器氣相流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。包括氣流速度場(chǎng)及壓力場(chǎng)的研究分析,系統(tǒng)分析分離器內(nèi)切向速度、軸向速度、徑向速度、靜壓、動(dòng)壓及總壓降的分布規(guī)律,并將數(shù)值模擬數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比,確定數(shù)值模擬的正確性。 針對(duì)旋風(fēng)分離器內(nèi)氣—固兩相分離性能研究,本文采用拉格朗日坐標(biāo)系下的相間耦合的DPM模型,模擬研究粉塵顆粒在旋風(fēng)分離器內(nèi)的分布及運(yùn)動(dòng)規(guī)律。研究?jī)?nèi)容包括:模擬分析粉塵微粒運(yùn)動(dòng)軌跡,不同微粒粒徑、不同入口速度、不同顆粒濃度等微粒參數(shù)和分離器操作參數(shù)對(duì)分離效率的影響,以及不同排氣管直徑和排氣管插入深度等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)分離效率的影響。通過實(shí)驗(yàn)研究表明:旋風(fēng)分離器的分離效率較高,不同顆粒濃度及入口速度對(duì)分離效率的影響與數(shù)值模擬結(jié)果一致。
【關(guān)鍵詞】：旋風(fēng)分離器 分離效率 Fluent 大渦模擬 離散相模型
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TQ051.8
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 旋風(fēng)分離器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理8-9
• 1.2 旋風(fēng)分離器的發(fā)展概況9-10
• 1.3 旋風(fēng)分離機(jī)理及其進(jìn)展10-11
• 1.4 旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)研究中現(xiàn)狀分析11-14
• 1.5 旋風(fēng)分離器氣固兩相流數(shù)值模擬進(jìn)展14-16
• 1.6 本文研究意義及研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 旋風(fēng)分離器數(shù)值模擬方法研究17-32
• 2.1 CFD簡(jiǎn)述17-18
• 2.2 Fluent軟件簡(jiǎn)介18-20
• 2.3 旋風(fēng)分離器氣體相的數(shù)值模擬計(jì)算方法研究20-26
• 2.3.1 控制方程20-21
• 2.3.2 湍流模型21-24
• 2.3.3 動(dòng)量方程離散格式和壓力插補(bǔ)格式的選擇24-25
• 2.3.4 壓力與速度的耦合25-26
• 2.4 旋風(fēng)分離器顆粒相的數(shù)值模擬計(jì)算方法研究26-30
• 2.4.1 單顆粒運(yùn)動(dòng)控制方程26-27
• 2.4.2 顆粒隨機(jī)軌道模型27
• 2.4.3 FLUENT中的DPM模型27-28
• 2.4.4 氣體相和顆粒相的相互作用28-29
• 2.4.5 顆粒與固體壁面間的相互作用29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 第三章 旋風(fēng)分離器內(nèi)氣相流場(chǎng)的大渦數(shù)值模擬32-46
• 3.1 計(jì)算模型與方法32-35
• 3.1.1 計(jì)算模型的幾何結(jié)構(gòu)32-33
• 3.1.2 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.1.3 邊界條件34-35
• 3.1.4 加快收斂的方法35
• 3.2 氣相流場(chǎng)的速度分布的研究35-40
• 3.2.1 切向速度分布36-38
• 3.2.2 軸向速度分布38-39
• 3.2.3 徑向速度分布39-40
• 3.3 旋風(fēng)分離器壓降的研究40-44
• 3.4 本章小結(jié)44-46
• 第四章 旋風(fēng)分離器兩相分離性能的數(shù)值模擬46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 計(jì)算模型與方法46-48
• 4.3 微粒運(yùn)動(dòng)軌跡模擬與分析48-51
• 4.4 旋風(fēng)分離器顆粒二次流分析51-52
• 4.5 微粒參數(shù)及操作參數(shù)對(duì)旋風(fēng)分離器性能的影響52-57
• 4.5.1 不同微粒粒徑對(duì)分離效率的影響52-53
• 4.5.2 入口速度對(duì)旋風(fēng)分離器性能的影響53-55
• 4.5.3 顆粒濃度對(duì)分離效率的影響55-57
• 4.6 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)旋風(fēng)分離器性能的影響57-60
• 4.6.1 排氣管管徑對(duì)旋風(fēng)分離器性能的影響57-58
• 4.6.2 排氣管插入深度對(duì)旋風(fēng)分離器性能的影響58-60
• 4.7 旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施60-61
• 4.8 本章小結(jié)61-62
• 第五章 實(shí)驗(yàn)研究62-69
• 5.1 實(shí)驗(yàn)意義和目的62
• 5.2 實(shí)驗(yàn)原理62-64
• 5.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及操作流程64-66
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 全文總結(jié)與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間的主要研究成果76

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王燈文;李雪斌;;旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究進(jìn)展[J];煤礦機(jī)械;2012年06期

2 韓婕;劉阿龍;彭東輝;吳文華;;旋風(fēng)分離器兩相流動(dòng)數(shù)值模擬研究進(jìn)展[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);2012年05期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 劉桂鳳;渦流空氣分級(jí)機(jī)內(nèi)氣流及氣固兩相流的數(shù)值模擬研究[D];北京化工大學(xué);2011年

2 張鐵柱;火花熄滅消聲器性能數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 張偉;電廠燃煤飛灰取樣與分離性能研究[D];北京交通大學(xué);2010年

4 王燈文;新型商用油煙脫排凈化系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2012年

5 綦海軍;立磨選粉機(jī)分級(jí)流場(chǎng)數(shù)值模擬與節(jié)能改造研究[D];西南科技大學(xué);2012年

6 周杰聯(lián);徑向噴射規(guī)整旋流分離器的實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：旋風(fēng)分離器大渦數(shù)值模擬及分離性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：333113