动态水力旋流器流场数值模拟研究.pdf

《动态水力旋流器流场数值模拟研究.pdf》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、Vo1．2O，No．10第2O卷第10期中国矿业CHINAMININGMAGAZINE0ct．2O112011年1O月动态水力旋流器流场数值模拟研究刘华炜，张广文(中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，山东青岛266071)摘要：动态水力旋流器具有分离效率高、压力损失小、处理量及处理量变化范围大等优点，是近年来研究比较多的除尘和油水分离设备。本文基于计算流体力学原理，利用流体力学FLUENT对中心进料式动态水力旋流器内部流场进行了研究和分析。通过模拟，可以准确地反映流场内部情况，从而对动态水力旋流器的分离效果及其性能进行预测并指导设计旋流器结构，为动态

2、水力旋流器的优化设计提供依据。关键词：动态水力旋流器；中心进料；CFD流场模拟中图分类号：TQ051．84文献标识码：B文章编号：1004—4051(2011)10—0109—04StudyonsimulationintheflowfieldofdynamichydrocycloneLIUHua—wei，ZHANGGuang—wen(SinopecSafetyEngineeringInstitute，Qingdao266071，China)Abstract：DynamicHydrocyclonehasmanyadvantagessuchashighsepar

3、ationefficiency，lowpressureloss，largeworkcapacityandcapacitychangesinrange．Andithasbeenmostlystudiedfordustremovalandoil—waterseparationinrecentyears．BasedontheprincipleofComputationalFluidDynamics，theinnerflowfieldofCentralFeed—inDynamicHydrocycloneisresearchedandanalysedbyusingFL

4、UENTofthehydrodynamics．Throughthesimulation，theresultscanaccuratelyreflecttheinternalsituationoftheflowfield，thuspredicttheseparationeffectandpropertiesoftheDynamicHydrocyclone，andguidethedesignofthehydrocycloneinstructure．ItprovidesabasisforoptimaldesignoftheDynamicHydrocyclone．Ke

5、ywords：dynamichydrocyclone；centralfeed—in；CFDsimulationintheflowfield1前言而且不能有效、准确地预测动态旋流器的工作性液一液水力旋流器是国际上2O世纪8O年代发能，因此对旋流器流场进行数值模拟将有助于最展起来的新型分离设备，按其结构的不同可分为佳参数的合理确定。目前在旋流器流场数学模型静态水力旋流器和动态水力旋流器两种。尽管动建立方面已经取得了一些成果，其中应用计算流态旋流器在结构上及操作运行上要比静态旋流器体力学(简称CFD)技术对旋流器内部流场进行复杂，但由于其内部液流迫旋切向速度高，能

6、使模拟和分析可作为一种有效的分离器性能预测工不互溶的复杂液体混合相得到较好分离，有更高具，在很大程度上替代了流体动力学实验l_3。]。笔的分离效率与更好的处理效果，可对矿业上难以者利用CFD方法，采用流体力学FLUENT分析处理的产出水进行有效分离，因而有必要加以研软件对动态水力旋流器内部流场进行了分析，研究开发一。究了各种参数对气体分离的影响，从而改进旋流旋流器内部流动十分复杂，影响其分离效率器的结构设计，以加速旋流器的应用推广。的结构参数和操作参数很多，因此对动态水力旋2动态水力旋流器的CFD模型流器的实验研究比静态旋流器研究更加困难，完2．1动态水力旋

7、流器结构介绍全依靠实验来优化设计这些参数，不仅工作量大，本文采用中心进料式动态水力旋流器进行模拟研究，其基本组成结构是在静态旋流腔内装有收稿日期：2011—03—01可旋转的叶轮，结构简图如图1所示。作者简介：刘华炜(1980一)，男，大连理工大学硕士毕业，工程旋流器的工作原理是流体通过中心进料管进师，研究方向：安全系统工程、风险评估。1lO中国矿业第2O卷入到叶轮的中心，经过高速旋转的叶轮获得较大出如下假设：的切向速度，最后在静态旋流腔内完成固液两相1)稳定性假设：旋流器工作过程中流体的流的分离过程。态为定常流；2)动量守恒假设：流体流动过程中流体瞬时的角

8、动量守恒；3)能量、质量假设：在旋流分离过程中认为能