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旋风分离器内两相流动的数值模拟研究

王浩

   本文总结分析了旋风分离器目前的发展现状,叙述了旋风分离器的基本工作原理,简述了计算流体力学的基本原理及其应用,讨论了多相流动的数学模型。 通过计算流体力学的方法对一Stairmand HE型旋风分离器内部的两相流动进行了数值仿真研究,所用的软件为FLUENT。针对旋风分离器内三维强旋流的特点,并考虑到实际情况,对于连续相介质的计算采用k-εRNG模型,对于颗粒相的计算采用了基于Lagrange观点的DPM模型。 经过仿真计算,获得了分离器内气体的速度、压力分布、湍流度的分布和颗粒的运动轨迹,并由此揭示了分离器的能量损失和分离机理。计算结果表明,分离器内部的流场是可分为内、外两层,其速度、压力基本呈轴对称分布。由于湍流的影响,颗粒在分离器内的运动轨迹较为复杂,具有一定的随机性,颗粒的大小、进口风速、颗粒进入分离器的位置对分离效果都有影响。 利用上述的结果,本文提出了一种优化方案。经数值计算模拟,在其他参数不变的情况下,该方案可以将分离器的分离效率提高23.9%。……   
[关键词]:旋风分离器;数值模拟;分离效率;能量损失
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:兰州理工大学2007年