【摘要】： 旋風(fēng)分離器內(nèi)部氣-固兩相流場(chǎng)是極其復(fù)雜的三維強(qiáng)旋轉(zhuǎn)流流動(dòng)。這給分離器內(nèi)部的流場(chǎng)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)量帶來(lái)了一定的困難。針對(duì)分離器內(nèi)部的這種復(fù)雜氣-固兩相湍流運(yùn)動(dòng)，本文采用了標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型、RNG k-ε模型和雷諾應(yīng)力模型(SSG)，利用貼體網(wǎng)格技術(shù)，模擬計(jì)算了分離器內(nèi)部流動(dòng)，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較。分離器內(nèi)的固體顆粒運(yùn)動(dòng)采用涉及湍流擴(kuò)散影響的隨機(jī)軌道模型和確定軌道模型，同時(shí)在湍流模型中加入了顆粒影響的源項(xiàng)，在流場(chǎng)計(jì)算的基礎(chǔ)上，模擬了不同直徑的顆粒在分離器內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及顆粒分離效率，并同理論和實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。 為了驗(yàn)證以上固體顆粒運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，比較了不同顆粒軌跡模型的特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)行為對(duì)流體湍流強(qiáng)度的影響。 實(shí)驗(yàn)測(cè)量上，本文采用電容層析成象技術(shù)測(cè)量了旋風(fēng)分離器內(nèi)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(chǔ)上，完成了電容三維成象算法，并將其程序化，用于在線(xiàn)顯示三維圖像。比較了實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的三維顆粒濃度分布與計(jì)算得到的濃度分布。 本文同時(shí)將電容層成象和相關(guān)技術(shù)結(jié)合，采用雙層電容傳感器測(cè)量了旋風(fēng)分離器料腿中固體顆粒的斷面濃度分布，同時(shí)得到了固體顆粒沿軸向和周向的二維速度。將速度測(cè)量結(jié)果和濃度結(jié)果結(jié)合得到了料腿中固體流量，并同等重計(jì)量法結(jié)果加以比較。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類(lèi)號(hào)】：TH47
【圖文】：

命惡(4.14)盡管有很多人對(duì)此模型進(jìn)行了多種修正并用于一定結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)分離器研究I’3vll’35]，但實(shí)驗(yàn)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(xiàn)。圖4.19為不同粒徑的顆粒在旋風(fēng)分離器中模擬計(jì)算結(jié)果直方圖。通過(guò)表中數(shù)據(jù)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(fēng)分離器中氣一固兩相流數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)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(shí)位于Z=o.7m，0.6m，0.4m三個(gè)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(cè)為濃度等值線(xiàn)圖。從圖a可以看出，微小尺度的顆粒進(jìn)入分離器后分散在整個(gè)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(duì)稱(chēng)性造成的，與第四章計(jì)算得到的單相流場(chǎng)的不對(duì)稱(chēng)性相對(duì)應(yīng)。圖b充分體現(xiàn)了這一特點(diǎn)。﨑U

本文編號(hào)：2766660