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《油气分离器内油滴轨迹的数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第33卷第10期应用科技Vol.33,№.102006年10月AppliedScienceandTechnologyOct.2006文章编号:1009-671X(2006)10-0069-04油气分离器内油滴轨迹的数值模拟孙秀君,孙海鸥,姜任秋(哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:采用数值模拟的方法研究分离器内油滴的运动.单相流场采用各向异性的雷诺应力方程模型,气液两相流场采用相间耦合的DPM模型计算,用随机轨道模型对油滴的运动轨迹进行追踪.通过对油滴轨迹的分析,揭示了油滴在分离器中运动的
2、物理机制.结果表明:油滴的轨迹受叶片数量、叶轮转速和油滴粒径的影响很大.关键词:油气分离;数值模拟;两相流模型;颗粒轨迹中图分类号:O35文献标识码:ANumericalsimulationoflocusofoildropletinoil2airseparatorSUNXiu2jun,SUNHai2ou,JIANGRen2qiu(CollegeofPowerandEnergyEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Themo
3、tionofoildropletinaseparatorisstudiedbynumericalsimulation.Thesingle2phaseflowfieldissimulatedusingnonisotropicRSM,whilethetwo2phasegasliguidflowfieldissimulatedusingphasecoupledDPM.Andparticlesaretracedusingarandomorbitmodel.Thephysicalmechanismofthemovementofo
4、ildropletinaseparatorisrevealedbyanalyzingthelocusofoildroplet.Theresultsshowthatoildroplets’locusismostlyaffectedbythenumberofvanes,therotatingspeedofimpellerandthediameterofoildroplet.Theresultsmakeabetterunderstandingoftheseparationmechanismofoil2airseparator
5、,andmakethebasisfortheexperimentalstudyofoil2airseparator.Keywords:oil2airseparation;numericalsimulation;two2phaseflowmodel;oildropletlocus油气分离器是一种利用气液两相流体的旋转运在其他论文中加以介绍,在此主要选择较合适的两动,使液体油滴在离心力的作用下从气流中分离出相流模型,对油滴在分离器中的轨迹进行数值模拟.来的设备.分离器的工作过程是一种极其复杂的三随着数值计算技术的发展,形成
6、了不同的颗粒相模[3-4]维强旋转湍流、两相分离运动,流动规律非常复杂,型.其中较常用的有3类基本模型:第1类模型因此很难通过实验或解析的方法预报其内部流动状将气液两相介质看做一种混合流体,称为单流体模况.近年来,数值计算技术的迅速发展促进了分离器型;第2类模型将气液两相看做相互独立又相互作性能的研究发展,人们已经可以利用计算机对分离用的2种流体,称为双流体模型;第3类模型将气体[1-2]或液体看做背景流体,而将另外一相看做离散相分器流场进行数值模拟.布于背景流体中的颗粒或粒子,在研究过程中用欧对分离器的数值模拟主要表
7、现在对气相流场和拉—拉格朗日模型.相对于欧拉—拉格朗日模型,又两相流场的数值模拟.因而,单相湍流模型和两相流将前面2种模型,即单流体和双流体模型,统称为欧模型的选择是分离器数值模拟的关键因素.自气液[5]拉———欧拉模型.分离器的早期研究以来,人们提出了这2类数学模型并不断加以完善.单项湍流的比较和选择,作者将收稿日期:2006-01-13.作者简介:孙秀君(1980-),女,硕士研究生,主要研究方向:船舶动力装置总体性能与系统分析,E2mail:sunxiujun8080@yahoo.com.cn.·70·应用科技第
8、33卷迹本身的计算可通过积分(1)得到:1数学模型dx=up.(1)dt1.1离散相(DPM)模型积分时,流体相速度u取油滴所在位置的速度.离散相模型主要用于液滴流和气泡流计算.假设液滴或气泡(统称为颗粒)的体积不能过大,而且2数值计算大体上均匀分布于连续相中,即颗粒的局部体积浓油气分离器结构如图1所示.油气分离器是一度必须小于1
