旋风分离器数值模拟.ppt

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1、旋风分离器内两相流动数值模拟模拟内容CONTENTS1背景及意义2前处理3计算4后处理1背景及意义旋风分离器是利用气固两相流的旋转，将固体颗粒从气流中分离出来的一种干式气固分离装置。与其它气固分离设备相比，具有结构简单、设备紧凑、性能稳定和分离效率高等特点。广泛应用于石油、化工、冶金、建筑、矿山、机械和环保等工业部门。由于旋风分离器内部流动非常复杂，用试验或者解析的方法研究分离器内部的流动状况比较困难。近年来，随着计算机硬件CFD(计算流体动力学)技术的不断进步，数值方法成为研究旋风分离器的一种重要手段。通过对旋风分离器内气固两相进行数值模拟，揭示旋风分

2、离器内部流场，为优化旋风分离器的结构提供思路，也为进一步提高分离性能奠定基础。2前处理：几何建模利用solidworks进行几何建模导入gambit2前处理：划分网格对几何体进行分块，交界面采用interface。采用Hex/Wedge结构化网格，采用Cooper（制桶）铺层方法2前处理：导入模型入口为velocity-inlet，出口均为outflow。检查网格，保证最小网格体积不为零。3计算：模型选择采用稳态，压力基求解器，不考虑重力。湍流模型采用k-epsilon(2epn)模型，激活SwirlDominatedFlow（强旋流）。离散相采用DPM

3、模型。颗粒采用煤粉，颗粒粒径为1um，密度为1000kg/m3因为旋风分离器内部流场是旋流占优，所以采用SwirlDominatedFlow，不采用ReynoldsStress模型是因为三维雷诺应力模型需要求解七个方程，计算量大。为何不采用ReynoldsStress模型？3计算：设置参数并求解入口速度为30m/s，湍流强度为10%，水力直径为0.0543m。迭代3000，并以出口质量流量判断其收敛与否。4后处理1μm颗粒轨迹1μm颗粒的跟随性比较好，可以根据颗粒轨迹来分析流场。4后处理创建x=0面，显示压力云图。从其压力云图中可以看出，两侧压力较高，中

4、间排出管压力较小，有明显的压力突变；而两侧延高度方向压降较小；与实验测量一致。4后处理创建x=0面，显示其速度矢量。从其速度矢量图可以看出，两侧的速度主要为周向速度，排气管的速度主要为轴向速度，而且速度逐渐减小，与已知相符。4后处理创建z=645截面的压力云图和速度矢量从压力云图可以看出进口截面中间有个明显的低压区，其速度矢量图可以明显的看出造旋运动，且中间区域有明显的空白，即周向速度分量很小。谢谢！