水力旋流器三維數值模擬結構參數

介紹了一種用于油水分離的新型水力旋流器——軸向入口水力旋流器,與切向入口水力旋流器相比其結構更加緊湊,更適合于由多個水力旋流器單體構成的組合產品。同時,運用fluent軟件對其油水分離情況進行了三維數值模擬,計算中采用rsm湍流模型、mixture兩相流模型。數值計算結果表明,軸向入口水力旋流器具有良好油水分離效率,值得在石油行業(yè)的采油廢水處理中進行應用和推廣。

采用計算流體力學軟件fluent6.3對三相旋流器結構參數和分離效率的關系進行了數值模擬研究,通過研究發(fā)現,調整結構參數,包括:溢流管徑、溢流管插入深度、進料管結構、圓筒段結構和集砂桶的結構等,可以極大地提高水力旋流器的分離性能。為今后三相分離水力旋流器的設計、制造提供參考。

旋流器的定位不合理導致二段閉路磨礦細度控制始終不能達到理想效果，浮選回收率受到影響，旋流器的工作壓力控制不穩(wěn)，進而影響到重選回收率。

利用現有旋流器流場分析理論研究成果,針對常規(guī)水力旋流器存在的短路流等問題,提出在常規(guī)水力旋流器的基礎上增設軸向零速包絡面過濾網的結構改進思路,將常規(guī)的水力旋流器改進成為以旋流為主過濾分離為輔的新型分離設備,并對其合理性和可行性進行了理論上的分析論證,同時討論了濾網對流場的影響以及相關的問題。

采用κ~ε雙方程紊流模型模擬了帶摻氣槽岸邊溢洪道具有大曲率水氣交界面的水流流場,給出了溢洪道溢流堰、泄槽及挑流鼻坎的壓力分布、流速分布等水力特性并對摻氣槽摻氣特性進行了定性分析.其中部分結果與模型試驗結果吻合良好.對連續(xù)式和差動式兩種不同坎型挑流鼻坎消能效果進行對比,給出各自預挖坑底板紊動能分布,結果表明多股水舌消能效果優(yōu)于單股水舌,可為挑流坎型優(yōu)化設計提供參考.

介紹了一種適合超細粒子分級的新型過濾式水力旋流器,它在增加處理量、降低能耗、適應性等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的小直徑水力旋流器。

根據作者提出的水力旋流器分離過程中工作流體呈組合螺線渦或由其簡化的組合渦中的最大切線速度軌跡特征,導出生產能力、分離粒度和基本直徑3個基本公式,編制出水力旋流器選型計算新程序,并用生產實例印證了該程序的適應性和可靠性,供讀者在實際工作中參考或應用。

地鐵車站端頭井結構受力三維數值模擬

利用標準k-ε雙方程湍流模型,采用vof法追蹤自由水面,應用瞬態(tài)piso算法求解壓力速度耦合的方法,采用結構化網格并在溢流壩頂進行網格加密,模擬計算了七孔溢洪道流場的三維水力特性,得到了設計工況的泄流能力、水面曲線、速度場。通過物理模型試驗驗證,兩者結果吻合較好。

水力旋流器是一種應用于非均勻相混合物分離的設備,通常應用于污水處理系統(tǒng)的一級除油設備,利用油水密度差在離心力的作用下將油水進行分離.由于其理論處理效率高、占地空間小的優(yōu)點在海上采油平臺中廣泛使用.但目前在渤海地區(qū)內無成功使用的案例,在實際應用當中發(fā)現其處理效果不明顯,而且含油污水的排量較大對平臺的排放系統(tǒng)產生巨大的壓力,增加現場工作量,大多數基本處于停用狀態(tài).錦州25-1南油氣田通過對水力旋流器現場調試和數據分析找出影響水力旋流器處理效果的因素,對水力旋流器系統(tǒng)進行了優(yōu)化改造,通過現場調試,大幅提高了水力旋流器的處理效率.

本文采用數值模擬方法預測由近地三維流動風引起的建筑物的表面風壓。文中運用一種擴展的ｋ－ε紊流封閉模型，導得了穩(wěn)態(tài)流動風的統(tǒng)一形式的控制微分方程。采用控制容積法對微分方程作了離散，ｓｉｍｐｌｅｃ壓力校正迭代算法實現了非線性離散化方程的求解。實例計算與分析比較表明，本文的模擬方法改善了對建筑物側風面和頂面風壓值的預測。

建立包括雙線盾構隧道、凍土帷幕、聯絡通道以及泵房在內的三維數值模型,模擬了地層凍結、聯絡通道開挖和支護的整個過程。分析了聯絡通道以及泵房開挖對凍土帷幕、初支護和主隧道的影響。從而,確定了初支護及凍土帷幕的受力最不利位置和發(fā)生最大變形的位置,并提出相應的控制指標。

針對突擴跌坎應用于高速泄流的深孔中其破壞原因眾說不一的問題,通過對亭子口水利樞紐底孔突擴方案的三維數值模擬研究,分析了突擴跌坎型的壓強分布、流速分布、底空腔和側空腔的形態(tài)及整個流態(tài)分布,并進行了物理模型試驗驗證。結果表明,該突擴跌坎方案布局合理、有效,且物理模型試驗與數值模擬結果吻合。

運用三維變密度不可壓計算流體力學方法對微型y形沖擊射流進行流動結構研究.結果表明:入射角度和入射速度是影響流場結構和混合效果的兩個重要因素,分別存在有最佳入射角度和入射速度.我們發(fā)現在射流角度等于90°、射流速度為中速時,其流場結構最利于混合,因為此時射流的接觸面積最大.另外,射流速度越大,其分割強度值也越大,因此混合性能也越差.當速度太大時,會使兩股流體的接觸面破碎而散落在空間中,使其不再接觸,因此對分子間的擴散和混合不利.

利用fluent數值模擬軟件在不同模型條件下對先排矸三產品重介質旋流器的流場進行了數值模擬,得到了相應的密度、壓力、軸向速度剖面,通過數值比較,分析研究了先排矸三產品重介質旋流器結構參數對流場影響的趨勢,為旋流器參數優(yōu)化奠定了基礎。

采用rngκ-ε紊流模型和vof方法對某工程帶斜切型挑坎的溢洪道水力特性進行了三維數值模擬研究,詳細描述了斜切型挑坎處的流速、壓強等重要特性的分布規(guī)律,分析了挑射水舌挑距、入水速度等參數特點,指出挑射水股將偏向左側河道中心位置,減輕對右岸河床的沖刷。將部分結果與試驗對比,符合良好,驗證了數值方法的準確性,可為挑坎體型優(yōu)化設計提供重要的參考依據。

文章在分析影響水力旋流器分級效率因數的基礎上,提出通過降低底流中細粒級含量來增大旋流器的分級效率的方法,并對旋流器做了一些改進。新型旋流器采用加沖洗水的方式對礦漿進行二次分級,利用獨特的底流口旋轉篩分分級技術對底流進行三次分級,減少底流中細粒含量,以滿足高效分級的要求。

利用rsm模型模擬計算三維水力旋流器模型,分析了計算結果,并且與相關文獻比較后認為:三維模型模擬水力旋流器具有一定的可行性,而二維軸對稱模型與實際有一定的差距。

利用cfd軟件fluent對多級導葉式清水離心泵的內部流場進行了數值模擬,得出了葉輪及導葉內部流道的速度和壓力分布規(guī)律,并發(fā)現了葉輪進口回流,出口的二次流動特征等葉輪內部流動的細節(jié),導葉出口區(qū)產生了一個低壓區(qū)等流動特征。然后根據自編計算軟件利用計算得到的速度場數據計算出泵的揚程、功率、效率和流量之間的關系曲線,并與試驗數據進行了比較。結果表明:在設計工況附近,預測值與試驗值吻合較好,在其它工況點,特別是小流量工況點,誤差較大。

本文根據支流改道工程河道水流的特點結合通航水流條件研究特性,建立三維河道數學模型,對某水電站支流改道工程對下游通航水流條件影響進行了數值模擬研究,研究成果表明:支流改道后,隧洞出口水流對下游航道的影響范圍有限,僅對出口附近局部區(qū)域內水流存在一定影響,且其水位、流速、流向變化值較小,支流改道工程對下游引航道及其連接段的水流條件無明顯影響,由于數模中支流出口水流采用斷面流速不均勻系數來概化模擬隧洞出口水流,所以建議設計在支流出口處加設消力墩等措施使隧洞出流與主河道水流平順銜接,增加工程安全裕度。

輕質分散相水力旋流器在食用油的提煉、奶品脫脂、果汁濃縮等農副產品加工以及廢水回用于農田水利的過程中有著廣泛的應用前景。該文根據旋流器的分離效率模型計算并關聯了輕質分散相水力旋流器的分割尺寸d50,可作為衡量旋流器分離能力的標志。得到的結果可適用于不同的流體流量、不同的分流比、不同的流體物性參數以及不同尺寸關系的旋流器。根據計算結果,分流比對分割尺寸的影響比較小,半錐角、溢流口尺寸與底流口尺寸對分割尺寸的影響比較大。旋流器大小、流體的流量以及物性參數對旋流器分割尺寸的影響比較直接,當旋流器尺寸r0、流量以及物性參數變化時,分割尺寸的改變遵循旋流器數不變的規(guī)律。由于分割尺寸與r0的平方根成正比,所以旋流器尺寸越小,分割尺寸也越小,因此旋流器的分離能力也就越大。

利用空氣壓縮機、nikuni氣液混合泵對旋流器單體進行注氣試驗.通過注入的微氣泡捕獲微小油滴形成的油-氣復合體,在離心力的作用下,氣泡將攜帶油滴運移至核心處,完成氣浮選和旋流分離的協同效應,從而實現油水高效分離.試驗結果表明:采用注氣方法可改善水力旋流器的分離效果,但空氣壓縮機單點注氣破壞流場的穩(wěn)定,旋流器分離效率的提高并不明顯;空氣壓縮機入口注氣、微孔管旋流腔注氣與采用nikuni氣液混合泵注氣3種條件下,水力旋流器的分離效率均可達到95%以上,是較為理想的注氣形式.