【摘要】： 旋風分離器內部氣-固兩相流場是極其復雜的三維強旋轉流流動。這給分離器內部的流場數(shù)值模擬和實驗測量帶來了一定的困難。針對分離器內部的這種復雜氣-固兩相湍流運動，本文采用了標準k-ε模型、RNG k-ε模型和雷諾應力模型(SSG)，利用貼體網格技術，模擬計算了分離器內部流動，并將計算結果與實驗數(shù)據進行分析、比較。分離器內的固體顆粒運動采用涉及湍流擴散影響的隨機軌道模型和確定軌道模型，同時在湍流模型中加入了顆粒影響的源項，在流場計算的基礎上，模擬了不同直徑的顆粒在分離器內的運動規(guī)律及顆粒分離效率，并同理論和實驗得到的數(shù)據進行了比較。 為了驗證以上固體顆粒運動模型及修正的湍流模型，文中給出了顆粒在水平管道和U形撞擊式分離器中的運動，比較了不同顆粒軌跡模型的特點及運動行為對流體湍流強度的影響。 實驗測量上，本文采用電容層析成象技術測量了旋風分離器內部顆粒的濃度分布，分析了顆粒在分離器錐體部分的濃度分布規(guī)律、概率及頻譜特性。在二維成象基礎上，完成了電容三維成象算法，并將其程序化，用于在線顯示三維圖像。比較了實驗測量得到的三維顆粒濃度分布與計算得到的濃度分布。 本文同時將電容層成象和相關技術結合，采用雙層電容傳感器測量了旋風分離器料腿中固體顆粒的斷面濃度分布，同時得到了固體顆粒沿軸向和周向的二維速度。將速度測量結果和濃度結果結合得到了料腿中固體流量，并同等重計量法結果加以比較。
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：TH47
【圖文】：

命惡(4.14)盡管有很多人對此模型進行了多種修正并用于一定結構的旋風分離器研究I’3vll’35]，但實驗證明11341，只有原始的模型才能正確給出本分離器的分離效率曲線。圖4.19為不同粒徑的顆粒在旋風分離器中模擬計算結果直方圖。通過表中數(shù)據可以得到分離器的分離效率:。二牛二%二(:一共)o/ojY介(4.15)

旋風分離器中氣一固兩相流數(shù)值模擬與實驗研究5.3.1分離器斷面固體顆粒濃度分布圖5.2分別為顆粒粒徑為l;m時位于Z=o.7m，0.6m，0.4m三個斷面的顆粒濃度分布，左圖為濃度的彩色等值面填充圖，右側為濃度等值線圖。從圖a可以看出，微小尺度的顆粒進入分離器后分散在整個環(huán)形空間，包括出口部分，并且具有很大的偏心性，這主要是由于入口段截面的不對稱性造成的，與第四章計算得到的單相流場的不對稱性相對應。圖b充分體現(xiàn)了這一特點。﨑U

本文編號：2766660