高速臥螺離心機固液分離特性及其影響因素分析
發(fā)布時間:2021-05-09 22:35
高速臥螺離心機的轉(zhuǎn)速從幾千到幾萬轉(zhuǎn)不等,因此螺旋推料器會對流體產(chǎn)生較大的擾動作用使流動具有強旋流性,造成轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部流體流動復雜。試驗中測得的數(shù)據(jù)非常有限同時不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)實時傳輸,對于臥螺離心機的仿真模型也都是基于穩(wěn)態(tài)進行計算。本文基于瞬態(tài)計算方法建立了臥螺離心機內(nèi)部流場的仿真模型,同時,利用已有的實驗結(jié)果驗證了仿真模型的可靠性,主要研究了轉(zhuǎn)速差和螺旋葉片的螺距兩個因素分別對臥螺離心機分離效率的影響。本文經(jīng)過合理的簡化和假設,通過SolidWorks和icem完成了臥螺離心機流體域三維模型的建立和網(wǎng)格的劃分。在fluent計算中選取了Eulerian多相流模型,RNG20K-ε湍流模型和MRF模型相結(jié)合對臥螺離心機內(nèi)部流場進行了瞬態(tài)計算。通過對仿真和實驗結(jié)果歸一化處理進行驗證了仿真模型的可靠性。研究轉(zhuǎn)速差對分離效率的影響時,以試驗和仿真相對比的方法來進行研究。試驗結(jié)果和仿真結(jié)果均表明:1.雖然在離心場中粒子所受離心力遠大于重力,但重力的影響不可忽略2.固相沉積厚度值隨時間呈周期性變化;3.沿轉(zhuǎn)鼓軸向固相沉積厚度值出現(xiàn)了逐漸增大并伴有局部降低的現(xiàn)象;4.轉(zhuǎn)鼓錐段的沉積厚度值均遠大于轉(zhuǎn)鼓...
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 臥螺離心機流體動力學的研究現(xiàn)狀
1.2.2 臥螺離心機結(jié)構(gòu)參數(shù)對臥螺離心機的影響
1.3 研究內(nèi)容
1.4 研究意義與技術路線
1.4.1 研究意義
1.4.2 技術路線
1.5 本章小結(jié)
第二章 數(shù)學模型的建立
2.1 離心力場的基本特性
2.1.1 離心力
2.1.2 分離因數(shù)
2.1.3 科式力
2.1.4 離心液壓
2.2 離心沉降過程的說明
2.2.1 固相粒子在離心場中的自由沉降速度
2.2.2 離心場中沉降分離的極限
2.3 離心場中的流體力學
2.3.1 基本方程
2.3.2 臥螺離心機內(nèi)部的流體流動
2.4 本章小結(jié)
第三章 可靠性仿真模型的建立
3.1 實驗方法概述
3.1.1 實驗設備及原理
3.1.2 實驗條件
3.1.3 實驗結(jié)果及分析
3.2 仿真模型建立
3.2.0 計算流體力學概述
3.2.1 仿真前處理
3.2.2 仿真模型的建立
3.2.3 仿真結(jié)果分析
3.3 仿真與實驗結(jié)果對比
3.4 本章小結(jié)
第四章 最優(yōu)轉(zhuǎn)速差的確定
4.1 輸送量概念的介紹
4.2 最優(yōu)轉(zhuǎn)速差的確定
4.2.1 轉(zhuǎn)速差對臥螺離心機流動特性的影響
4.2.2 最優(yōu)轉(zhuǎn)速差的確定
4.3 轉(zhuǎn)速差與輸送量的函數(shù)關系式的確定
4.3.1 基函數(shù)的確定
4.3.2 函數(shù)關系式的確定
4.4 本章小結(jié)
第五章 螺旋推料器的螺距對分離效率的影響
5.1 螺距對分離效率的影響分析
5.2 最優(yōu)螺距的選擇
5.3 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]礦用LW800臥螺離心機轉(zhuǎn)鼓錐角結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 張建中,李峰,胡化增,張廣浩,劉海洋. 流體機械. 2019(07)
[2]水力旋流器數(shù)值模擬參數(shù)的基礎研究[J]. 隋元偉,董強,寧朋歌. 合肥學院學報(綜合版). 2019(02)
[3]論煤焦油的三相分離[J]. 李強. 上;. 2017(12)
[4]臥式螺旋卸料離心機研究的回顧與展望[J]. 譚蔚,鐘偉良,閆浩,劉麗艷,朱國瑞. 化工進展. 2016(S2)
[5]臥式螺旋卸料沉降離心機內(nèi)部流場與分離性能的研究[J]. 姜毓圣,袁惠新,付雙成. 流體機械. 2016(04)
[6]科學試驗用離心機發(fā)展綜述[J]. 黎啟勝,許元恒,羅龍. 裝備環(huán)境工程. 2015(05)
[7]基于分離效率的臥螺離心機CFD分析[J]. 何飄,梁毅,應超,樊俊,肖澤儀. 化工設備與管道. 2014(05)
[8]臥式螺旋沉降離心機污泥脫水模擬研究[J]. 周翠紅,凌鷹,申文君,劉美麗. 機械工程學報. 2014(16)
[9]基于Euler多相流模型的臥螺離心機速度場數(shù)值模擬與分析[J]. 付雙成,董連東,袁惠新. 化工進展. 2014(01)
[10]湍流模型在臥螺離心機數(shù)值模擬中的適用性分析[J]. 董連東,袁惠新,付雙成,鄒鑫. 化工進展. 2013(S1)
博士論文
[1]流變性對鉆井液離心機內(nèi)流特性及分離機理影響研究[D]. 李一嵐.西南石油大學 2017
[2]塔式太陽能定日鏡結(jié)構(gòu)風荷載特性及風致響應研究[D]. 王鶯歌.湖南大學 2011
[3]離心式擠出機結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與固體輸送及增壓機理的研究[D]. 趙晶.北京化工大學 2008
[4]鉆井液離心機工作理論研究[D]. 劉洪斌.西南石油大學 2006
碩士論文
[1]火針的溫度測量與數(shù)值模擬研究[D]. 邵繼續(xù).華北電力大學 2015
[2]基于顆粒軌道模型的高速列車多相流數(shù)值模擬和分析[D]. 張淼.浙江大學 2011
[3]臥螺離心機流場數(shù)值模擬及試驗研究[D]. 鄭勝飛.浙江工業(yè)大學 2009
[4]鉆井液離心分離機工作性能研究[D]. 陳海生.中國石油大學 2007
[5]臥螺離心機在赤泥快速分離技術中的應用研究[D]. 何成申.中南大學 2006
本文編號:3178146
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 臥螺離心機流體動力學的研究現(xiàn)狀
1.2.2 臥螺離心機結(jié)構(gòu)參數(shù)對臥螺離心機的影響
1.3 研究內(nèi)容
1.4 研究意義與技術路線
1.4.1 研究意義
1.4.2 技術路線
1.5 本章小結(jié)
第二章 數(shù)學模型的建立
2.1 離心力場的基本特性
2.1.1 離心力
2.1.2 分離因數(shù)
2.1.3 科式力
2.1.4 離心液壓
2.2 離心沉降過程的說明
2.2.1 固相粒子在離心場中的自由沉降速度
2.2.2 離心場中沉降分離的極限
2.3 離心場中的流體力學
2.3.1 基本方程
2.3.2 臥螺離心機內(nèi)部的流體流動
2.4 本章小結(jié)
第三章 可靠性仿真模型的建立
3.1 實驗方法概述
3.1.1 實驗設備及原理
3.1.2 實驗條件
3.1.3 實驗結(jié)果及分析
3.2 仿真模型建立
3.2.0 計算流體力學概述
3.2.1 仿真前處理
3.2.2 仿真模型的建立
3.2.3 仿真結(jié)果分析
3.3 仿真與實驗結(jié)果對比
3.4 本章小結(jié)
第四章 最優(yōu)轉(zhuǎn)速差的確定
4.1 輸送量概念的介紹
4.2 最優(yōu)轉(zhuǎn)速差的確定
4.2.1 轉(zhuǎn)速差對臥螺離心機流動特性的影響
4.2.2 最優(yōu)轉(zhuǎn)速差的確定
4.3 轉(zhuǎn)速差與輸送量的函數(shù)關系式的確定
4.3.1 基函數(shù)的確定
4.3.2 函數(shù)關系式的確定
4.4 本章小結(jié)
第五章 螺旋推料器的螺距對分離效率的影響
5.1 螺距對分離效率的影響分析
5.2 最優(yōu)螺距的選擇
5.3 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
致謝
參考文獻
【參考文獻】:
期刊論文
[1]礦用LW800臥螺離心機轉(zhuǎn)鼓錐角結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 張建中,李峰,胡化增,張廣浩,劉海洋. 流體機械. 2019(07)
[2]水力旋流器數(shù)值模擬參數(shù)的基礎研究[J]. 隋元偉,董強,寧朋歌. 合肥學院學報(綜合版). 2019(02)
[3]論煤焦油的三相分離[J]. 李強. 上;. 2017(12)
[4]臥式螺旋卸料離心機研究的回顧與展望[J]. 譚蔚,鐘偉良,閆浩,劉麗艷,朱國瑞. 化工進展. 2016(S2)
[5]臥式螺旋卸料沉降離心機內(nèi)部流場與分離性能的研究[J]. 姜毓圣,袁惠新,付雙成. 流體機械. 2016(04)
[6]科學試驗用離心機發(fā)展綜述[J]. 黎啟勝,許元恒,羅龍. 裝備環(huán)境工程. 2015(05)
[7]基于分離效率的臥螺離心機CFD分析[J]. 何飄,梁毅,應超,樊俊,肖澤儀. 化工設備與管道. 2014(05)
[8]臥式螺旋沉降離心機污泥脫水模擬研究[J]. 周翠紅,凌鷹,申文君,劉美麗. 機械工程學報. 2014(16)
[9]基于Euler多相流模型的臥螺離心機速度場數(shù)值模擬與分析[J]. 付雙成,董連東,袁惠新. 化工進展. 2014(01)
[10]湍流模型在臥螺離心機數(shù)值模擬中的適用性分析[J]. 董連東,袁惠新,付雙成,鄒鑫. 化工進展. 2013(S1)
博士論文
[1]流變性對鉆井液離心機內(nèi)流特性及分離機理影響研究[D]. 李一嵐.西南石油大學 2017
[2]塔式太陽能定日鏡結(jié)構(gòu)風荷載特性及風致響應研究[D]. 王鶯歌.湖南大學 2011
[3]離心式擠出機結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與固體輸送及增壓機理的研究[D]. 趙晶.北京化工大學 2008
[4]鉆井液離心機工作理論研究[D]. 劉洪斌.西南石油大學 2006
碩士論文
[1]火針的溫度測量與數(shù)值模擬研究[D]. 邵繼續(xù).華北電力大學 2015
[2]基于顆粒軌道模型的高速列車多相流數(shù)值模擬和分析[D]. 張淼.浙江大學 2011
[3]臥螺離心機流場數(shù)值模擬及試驗研究[D]. 鄭勝飛.浙江工業(yè)大學 2009
[4]鉆井液離心分離機工作性能研究[D]. 陳海生.中國石油大學 2007
[5]臥螺離心機在赤泥快速分離技術中的應用研究[D]. 何成申.中南大學 2006
本文編號:3178146
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