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宽域固液旋流器分离作用模拟与试验
| 论文题名： | 宽域固液旋流器分离作用模拟与试验 |
| 关键词： | 旋流器;雷诺应力模型;DPM;数值分析;固液分离 |
| 摘要： | 利用旋流分离方法处理船舶压载水具有效果显著、操作简单、运行安全、成本合理、不会产生二次污染等优越特点。本文提出一种可同时分离重质和轻质固体颗粒物的固—液旋流器，根据该新型旋流器的旋流分离处理原理，利用计算流体软件在实验基础上对其进行数值模拟和理论分析研究。 通过分析旋流器的分离原理与结构特征，综合比较各湍流模型的特点，选用较适合模拟旋流器内的强旋湍流流动的雷诺应力模型(RSM)，采用贴体网格与分块网格技术，对旋流器内液相连续相流场的压力分布、速度分布和流体流动情况的进行模拟分析。针对分散相颗粒的模拟，是在已计算好液相流场的基础上，采用稳态非耦合法的DPM模型和涉及湍流扩散影响的随机轨道模型，分别对不同粒径、不同性质的颗粒的运动进行跟踪与分析。 研究分析发现： (1)在一定范围内，为提高分离效率同时尽量减少旋流器压力损失，应避免增大入口流量而适当增加分流比。 (2)旋流器内流场是一种三维非轴对称的湍流旋转流场，但在锥体底部流体流动有一定的对称性。切向速度中心对称分布规律较好，对固液分离起决定作用。轴向速度有一定的对称性，径向速度分布规律不强。轴向速度与径向速度综合作用的结果使液流在截面上作螺旋运动，也导致了短路流。 (3)重质颗粒主要运动在外旋流，并很快被分离捕集；轻质和小粒径重质颗粒与液流有很好的跟随性，主要运动在内旋流。旋流器顶部的颗粒短路流可由侧向排轻口排出，分离效率得到提高。 |
| 作者： | 李婷 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 向晓东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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