出口結(jié)構(gòu)對方形旋風(fēng)分離器性能影響的數(shù)值模擬研究

借助計算流體力學(xué)軟件fluent,采用rsm模型,對螺旋式旋風(fēng)分離器內(nèi)的三維強(qiáng)旋流場進(jìn)行了數(shù)值模擬.通過數(shù)值模擬,分析分離器內(nèi)的速度特性、壓力特性和湍流特性.結(jié)果表明,該型旋風(fēng)分離器內(nèi)流場較為穩(wěn)定,但在螺旋通道的中心區(qū)域流動較為復(fù)雜,且局部區(qū)域存在回流和二次流.分析還發(fā)現(xiàn),回流增大了中心區(qū)域的流動阻力,且該型分離器的能量損失主要發(fā)生在中心區(qū)域及壁面處.

借助fluent軟件包,采用rsm模型,對螺旋式旋風(fēng)分離器內(nèi)氣-固兩相流場進(jìn)行模擬分析.結(jié)果表明:內(nèi)部流場較穩(wěn)定;切向、軸向速度具有類對稱性,在分離區(qū)呈螺線結(jié)構(gòu)特性;壓力損失較小,對粒徑小于5μm的顆粒具有一定的分離能力.

旋風(fēng)分離器的設(shè)計 姓名：顧一葦 班級：食工0801 學(xué)號：2008309203499 指導(dǎo)老師：劉茹 設(shè)計成績： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 食品科學(xué)與工程專業(yè) 2011年1月14日 目錄 第一章、設(shè)計任務(wù)要求與設(shè)計條件,,,,,,,,,,,,,（3） 第二章、旋風(fēng)分離器的結(jié)構(gòu)和操作,,,,,,,,,,,（4） 第三章、旋風(fēng)分離器的性能參數(shù),,,,,,,,,,,,,（6） 第四章、影響旋風(fēng)分離器性能的因素,,,,,,,,,,,,（8） 第五章、最優(yōu)類型的計算,,,,,,,,,,,,,,,,,（11） 第六章、旋風(fēng)分離器尺寸說明,,,,,,,,,,,,,,,（19） 附錄 1、參考文獻(xiàn),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（20） 任務(wù)要求 1.除塵器外筒體直徑、進(jìn)口風(fēng)速及阻力的計算 2.旋風(fēng)分離器的選型 3.旋風(fēng)分離器設(shè)計說

中國石油天然氣股份有限公司慶陽石化分公司1.6mt/a重油催化裂化裝置建成投產(chǎn)后,第一個生產(chǎn)周期整體運(yùn)行良好,在2012年5月裝置大檢修中,發(fā)現(xiàn)沉降器結(jié)焦嚴(yán)重,制約了裝置長周期運(yùn)行。分析認(rèn)為根本原因是二段提升管旋風(fēng)分離器出口直接進(jìn)入沉降器頂部空間,結(jié)構(gòu)型式不合理,造成油氣在沉降器中停留時間過長(22～26s),在催化劑的作用下二次反應(yīng)增多,勢必造成結(jié)焦。為了有效解決該問題,利用大檢修之際將沉降器中ⅰ,ⅱ級旋風(fēng)分離器連接型式改造為直聯(lián)結(jié)。裝置于2012年6月10日一次性開車成功,經(jīng)過一個月的連續(xù)運(yùn)行,運(yùn)行良好,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo),綜合商品率提高1.81%,油漿固含量全面達(dá)標(biāo),為裝置長周期安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

在rngκ-ε模型的基礎(chǔ)上,對模型常數(shù)和近壁面處理方法加以改進(jìn),并將其應(yīng)用于旋風(fēng)分離器內(nèi)強(qiáng)旋湍流流動的數(shù)值模擬。將計算結(jié)果與rngκ-ε模型、reynolds應(yīng)力輸運(yùn)模型(rsm)的計算結(jié)果及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。隨后采用歐拉-拉格朗日模型(湍流模型為rsm)和歐拉-歐拉模型(湍流模型為改進(jìn)的rngκ-ε模型)分別對旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣、固兩相流動進(jìn)行計算,考察了旋風(fēng)分離器內(nèi)顆粒濃度的分布特點(diǎn)。結(jié)果表明,改進(jìn)的rngκ-ε模型和rsm對旋風(fēng)分離器內(nèi)流場分布的預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較吻合,且前者所需計算時間大大縮短,更適合工業(yè)應(yīng)用。使用改進(jìn)的rngκ-ε湍流模型的歐拉-歐拉多相流模型可以重現(xiàn)旋風(fēng)分離器內(nèi)的氣、固兩相流動特點(diǎn),并應(yīng)用于旋風(fēng)分離器的優(yōu)化設(shè)計。

作業(yè)指導(dǎo)書 編號：sq01-b-06 工程名稱：宿遷凱迪生物質(zhì)能熱電廠2×12mw機(jī)組工程 作業(yè)項(xiàng)目名稱：分離器組合安裝 編制單位：安徽電建一公司宿遷凱迪項(xiàng)目部安裝工程處 批準(zhǔn)： 安全： 質(zhì)量： 技術(shù)： 審核： 編制： 時間： 時間： 時間： 時間： 時間： 時間： 出版日期年月日版次第一版 目錄 1作業(yè)任務(wù)..................................................................................................................................1 2編寫依據(jù)...............................................................................

畢業(yè)設(shè)計(論文) ` 院系動力工程系 專業(yè)班級熱能與動力工程專業(yè)043班 學(xué)生姓名楊文虎 指導(dǎo)教師陳海平 二○○八年六月 題目cfb鍋爐旋風(fēng)分離器運(yùn)行 特性分析 華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） i cfb鍋爐旋風(fēng)分離器運(yùn)行特性分析 摘要 近年來，循環(huán)流化床（cfb）燃燒以其特有的清潔、高效的優(yōu)點(diǎn)飛速發(fā)展，得到了越 來越廣泛的應(yīng)用。旋風(fēng)分離器作為氣固分離設(shè)備用于工業(yè)生產(chǎn)已有百余年歷史。由于其對 大于5μm的非微細(xì)顆粒的較高分離效率、相對簡單的整體結(jié)構(gòu)及相對低廉的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用 等突出優(yōu)勢而被各行業(yè)廣泛應(yīng)用。循環(huán)流化床（cfb）燃燒技術(shù)的飛速發(fā)展又為旋風(fēng)分離 器開辟了更加廣闊的應(yīng)用空間。 分離器是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵設(shè)備之一。良好的灰循環(huán)保證了爐膛溫度均勻。分離 器效率的高低，對進(jìn)入固體顆粒中微粒子的捕獲率有很大的影響，繼而會影響爐膛傳熱、 石灰石的利用

某煤礦自備電廠一臺型號為ug-35/3.82-m35的循環(huán)流化床煤泥鍋爐,其使用的下排氣旋風(fēng)分離器實(shí)際運(yùn)行時分離效率偏低,飛灰可燃物較多,造成較大的鍋爐熱效率損失,為解決這一問題對鍋爐的下排氣旋風(fēng)分離器設(shè)計了改造方案,對方案的可行性進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對鍋爐的下排氣旋風(fēng)分離器進(jìn)行了工程改造。改造后的下排氣旋風(fēng)分離器實(shí)際運(yùn)行中分離效率大幅度提高,捕集的固體微粒粒度變細(xì),提高了循環(huán)流化床的物料循環(huán)倍率,降低了飛灰含炭量,也提高了鍋爐運(yùn)行效率。

為了準(zhǔn)確預(yù)測和計算天然氣輸氣管線用旋風(fēng)分離器的壓降,在歸納常壓下單管和多管旋風(fēng)分離器的壓降計算公式,以及現(xiàn)場測量高壓下多管旋風(fēng)分離器的壓降基礎(chǔ)上,建立了高壓下多管旋風(fēng)分離器的壓降計算模型。利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證壓降模型的可靠性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,常壓下單管、多管旋風(fēng)分離器和高壓下多管旋風(fēng)分離器的壓降計算模型都能準(zhǔn)確地計算出對應(yīng)旋風(fēng)分離器的壓降值,計算值與測量值之間的誤差較小。因此,利用建立的高壓下多管旋風(fēng)分離器壓降計算模型能夠準(zhǔn)確地計算出不同壓力和溫度下多管旋風(fēng)分離器的壓降值,從而為天然氣用旋風(fēng)分離器的選型提供技術(shù)支持。

運(yùn)用七孔球探針對直切型旋風(fēng)分離器及入口加擋板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了流場的測量,并對其內(nèi)部流場進(jìn)行了研究,指出了隨擋板角度變化,流場的變化規(guī)律,結(jié)果表明隨擋板角度變大,切向速度提高,切向速度峰值位置沿徑向外移,下行流的軸向速度提高,上行流的軸向速度降低。

文章采用有限元法對旋風(fēng)分離器的切向矩形接管段進(jìn)行了應(yīng)力計算,并進(jìn)行了強(qiáng)度評定。由于筒體開矩形孔并接切向接管導(dǎo)致接管與筒體連接區(qū)域應(yīng)力分布復(fù)雜,矩形接管與筒體相切部位變形最大且沿徑向被拉伸;該筒段應(yīng)力最大處在筒體與切向接管連接處的內(nèi)壁面;依據(jù)jb4732對危險截面進(jìn)行了應(yīng)力強(qiáng)度評定,結(jié)果表明該旋風(fēng)分離器切向矩形管強(qiáng)度滿足安全要求。圖5表2參9

設(shè)計了一種帶內(nèi)錐的切向進(jìn)口擴(kuò)散式方形分離器,利用了考慮各向異性的雷諾應(yīng)力湍流模型對分離器內(nèi)的氣相流動情況進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,分析了其內(nèi)部氣相流場的軸向、切向和徑向速度分布以及壓力分布情況,并計算了其壓降.數(shù)值模擬結(jié)果顯示分離器內(nèi)呈典型的雙層流動結(jié)構(gòu),方形截面在其拐角處對氣流存在擾動,主要影響其切向速度,壓力分布在反射錐開口處存在分界,分離器的壓降隨進(jìn)口速度增大而增大.

　采用計算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法研究了管柱式氣水旋流分離器的分離效率及其影響因素。采用標(biāo)準(zhǔn)kε湍流模型對傾斜入口管柱式氣水旋流分離器內(nèi)的連續(xù)相流動進(jìn)行數(shù)值模擬,得到了分離器內(nèi)連續(xù)相的速度場分布。采用拉格朗日隨機(jī)軌道模型對分離器內(nèi)氣泡的運(yùn)移軌跡進(jìn)行了模擬,同時計算得到了管柱式氣水分離器的氣泡分離率。模擬結(jié)果的分析表明氣泡直徑、分離器長徑比以及入口流速等參數(shù)對管柱式氣水旋流分離器的氣泡分離率均有顯著影響,這一結(jié)果為管柱式氣水旋流分離器的工藝設(shè)計以及工作參數(shù)的選擇提供了參考依據(jù)。

中煤陜西榆林能源化工有限公司dmto裝置反應(yīng)器三級旋風(fēng)分離器運(yùn)行期間出現(xiàn)局部表面超溫等問題.結(jié)合設(shè)備運(yùn)行原理、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析,采取了一系列改造措施:(1)增設(shè)環(huán)形折流擋板,改變超溫部分內(nèi)部漩渦流態(tài).(2)升級襯里牌號,提升襯里耐磨能力;采用新型錨固釘,提高其抓靠襯里能力.(3)加強(qiáng)施工管控,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān).通過采取上述措施,消除了設(shè)備表面超溫等問題,保障了dmto裝置長周期安全運(yùn)行.

三級旋風(fēng)分離器(簡稱:三旋)為催化熱裂解裝置的核心設(shè)備之一,由于設(shè)備直徑較大、受公路運(yùn)輸條件的限制,一般在施工現(xiàn)場進(jìn)行制作、安裝。本文以榆林能化150萬t/a催化熱裂解裝置三旋(φ9500×7000g=240t)為例,探討了大型催化熱裂解裝置三級旋風(fēng)分離器的施工技術(shù)及施工過程中應(yīng)注意的問題,介紹了此類工程的施工經(jīng)驗(yàn),對其它大型裝置類似設(shè)備的施工具有一定的參考價值。

采用計算流體動力學(xué)(cfd)方法,對氣液固三相旋流分離器的初始模型進(jìn)行數(shù)值模擬,分析其內(nèi)部流場分布,得出倒錐結(jié)構(gòu)具有促進(jìn)分離效果的作用。通過固定分離器的主直徑與高度、入口尺寸、底流口直徑、側(cè)向出口尺寸、排液孔數(shù)量、排液孔尺寸、排液孔中心高度、溢流管直徑、溢流管長度以及旋流腔長度,改變倒錐結(jié)構(gòu)中的內(nèi)錐直徑與內(nèi)錐高度,對模型進(jìn)行優(yōu)化,得到內(nèi)錐直徑為38mm、內(nèi)錐高度為110mm時,三相旋流分離器的分離效果較好。

循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器耐磨損改造及效果 吳劍恒莊松田 （福建省石獅熱電有限責(zé)任公司福建石獅362700） [內(nèi)容摘要]介紹兩臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐存在的旋風(fēng)分離器磨損情況，對其 磨損原因進(jìn)行了分析，并采取了改造，取得了良好的效果。 [關(guān)鍵詞]循環(huán)流化床鍋爐；旋風(fēng)分離器；磨損；技術(shù)改造 一前言 某公司的2臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐自1998年12月投運(yùn)以來，已累計運(yùn)行32909h和 32312h，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。但旋風(fēng)分離器磨損嚴(yán)重，先后更換3次中心筒和出口 轉(zhuǎn)向室，并對筒體耐磨可塑料進(jìn)行2次修補(bǔ)，費(fèi)時費(fèi)力又耗財，給正常的生產(chǎn)經(jīng)營帶來較 大的不良影響。 本文分析了這2臺35t/h循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器（含筒體、中心筒、出口轉(zhuǎn)向室） 的磨損原因，先后采取了更換分離器材質(zhì)以及“龜甲網(wǎng)＋純剛玉耐磨耐火可塑料”，取得了 良好的效果

伴隨著油田的進(jìn)一步開采,井內(nèi)的氣液有效分離變得越來越重要.柱式氣液旋流分離器由于結(jié)構(gòu)簡單和制作成本低而在油田很受歡迎.一個典型氣液旋流分離器被用于數(shù)值模擬計算.基于混合物模型下的三維湍流模型被用來描述分離器內(nèi)混合物流動情況.通過數(shù)值模擬,分析了不同參數(shù)下(分離器長度、出口直徑等)的氣液分離效率.隨著分離器長度增加,氣液分離效率降低;隨著出口直徑的增大,氣液分離效率先提高后降低.矩形入口形狀比圓形入口形狀更適合旋流分離器,氣液分離效率從66.45%提高到79.04%.最后,最佳幾何結(jié)構(gòu)被提出,在最佳結(jié)構(gòu)下氣液分離效率為86.15%.

分宜100MW循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器分離效率的計算

為了實(shí)現(xiàn)井下氣液高效分離、產(chǎn)出水回注和采氣于一體,開展了新型井下螺旋式氣液分離器的研究。應(yīng)用計算流體力學(xué)方法(cfd)對螺旋式氣液分離器的內(nèi)部流場進(jìn)行分析,并研究了螺旋圈數(shù)和螺距對螺旋式氣液分離器性能的影響。該結(jié)果為井下螺旋式氣液分離的進(jìn)一步研究提供了參考依據(jù)。

采用計算流體力學(xué)方法,選擇雙流體模型和rngk-ε湍流模型對新型未開孔螺旋管氣液分離性能進(jìn)行數(shù)值模擬,分析螺距、管徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)及液體黏度、入口速度、入口含氣率等操作參數(shù)的分離效果.結(jié)果表明:在螺距為26.67和47.22mm,在入口速度為1～30m/s時,增加螺距或入口速度可以改善分離效果.當(dāng)入口速度較大時,減小管徑可以改善分離效果;反之,當(dāng)入口速度較小時,增大管徑可以改善分離效果.減小液體黏度,可以改善分離效果.這可為螺旋管的開孔方案、分離性能實(shí)驗(yàn)及工程應(yīng)用提供指導(dǎo).

基于rng(重整化群)k-ε雙方程湍流模型針對旋風(fēng)分離器在不同進(jìn)口截面高度上的內(nèi)部流場,通過采用fluent軟件進(jìn)行模擬計算,得到在不同進(jìn)口截面高度的情況下其內(nèi)部流場的流動情況.結(jié)果表明:在進(jìn)口截面高度改變的條件下,切向速度和壓降也隨之改變.