双层半圆管盘式涡轮桨搅拌槽气液分散特性的数值模拟

采用计算流体力学的方法,对双层六直叶涡轮桨、双层六斜叶涡轮桨以及双层六直斜叶交替涡轮桨搅拌槽流场进行研究。利用laminar层流模型对其在甘油与水的混合物中产生的流场进行数值计算,得到三种不同结构形式的双层桨以恒转速200r/min在搅拌槽内转动时所产生的流场结构,对比分析轴向、径向和周向的速度矢量图、速度云图以及速度分布曲线,为层流搅拌槽的设计和实际应用提供了理论依据。

利用冷模实验装置对双层斜桨的特性进行了研究,分析了功率准数的变化规律,研究了单桨、组合桨通气情况下功率的变化和稳定性,获得了气含率与通气量、搅拌功率的关联式。

运用fluent软件,采取多重参考系法(mrf)和标准k-ε紊流模型对搅拌槽在水中产生的流场进行数值模拟,分析了桨叶高度和转速对三维流场的影响,并对其宏观流动特性和时均速度分布进行详细对比分析。结果表明,当上桨叶高度为1200mm、转速为1909r/min(200rad/s)时,搅拌效果最佳。

北京市南苑蔬菜冷库是北京最大的一座蔬菜冷库。总容量六千吨。以氨作为制冷剂。1979年投产。去年劳动局压力容器检验所对冷库制冷系统压力容器进行检验时,发现有两台ln—120冷凝器不合格,要求必须更新。在更新冷凝器后进行打压试漏过程中,压力达到1.2mpa时,隐约嗅到一股股氨味,

设备名称：400l储罐 图号：fj140348c-00 位号：03b101 p1半圆管夹套设计压力mpa0.6 pc壳体计算压力mpa0.4 r圆筒或封头球面部分内半径mm400 r半圆管夹套内半径mm25 t圆筒或封头有效厚度mm3.9 k由半圆管外径、壳体厚度、壳体内径查得的系数查图3.2-1,3.2-2,3.2-380 筒体或封头材质s31603 壳体设计温度150 [σ]t筒体或封头材料设计温度下的许用应力mpa120 夹套材质s30408 夹套设计温度150 [σ]1 t 夹套材料在设计温度下的许用应力mpa137 t半圆管计算厚度mm0.13 σ' 圆筒或封头由计算压力pc或其他轴向荷 载引起的轴（经）向拉伸总应力 mpa20.51 p'半圆管夹套许用压力mpa1.99 设计：日期： 校核：

位号： p1半圆管夹套设计压力mpa0.7 pc壳体计算压力mpa0.25 r圆筒或封头球面部分内半径mm2400 r半圆管夹套内半径mm42 t圆筒或封头有效厚度mm8 k由半圆管外径、壳体厚度、壳体内径查得的系数查图3-2、3-3、3-480 筒体或封头材质 [σ]t筒体或封头材料设计温度下的许用应力mpa118 夹套材质 [σ]1 t夹套材料在设计温度下的许用应力mpa118 t半圆管计算厚度mm0.29 σ' 圆筒或封头由计算压力pc或其他轴 （经）向总应力 mpa37.5 p'半圆管夹套许用压力mpakp'+σ'≤1.5[σ]t1.74 d0圆筒外径mm4816 h半圆管螺距mm120 n半圆管螺旋数量29 d0半圆管外径mm89 ρ半圆管材料密度kg/m37930 l半圆管

采用mixsim对折叶涡轮桨搅拌器搅拌槽内流体流型及紊流状态下的温度分布进行模拟。结果显示:随re数的增大,流体流型由径向流逐渐向轴向流发展;在温度变化趋于稳定时,温度在搅拌轴两侧基本呈对称分布,且分别存在一个低温区域。

许多液体的萃取工艺过程中，混合液的充分、均匀混合是至关重要的，混合时间是评定一个搅拌设备混合效果的重要尺度。混合时间短，则混合效率高，所以缩短混合时间对整个萃取效率的提高至关重要。采用计算流体动力学（cfd）的方法，对实验室自制的搅拌设备混合溶剂型油漆的过程进行数值模拟。分析这种自制的搅拌桨层间距的改变对混合时间的影响，为搅拌桨的设计与改进提供理论指导和新思路。

采用rngk-ε紊流模型封闭时均雷诺方程,vof方法追踪自由表面,对矩形渠道中两种不同收缩比(0.49、0.67)的半圆柱形量水槽进行三维数值模拟,得到量水槽全域内的流速分布规律、水面线、过槽流量等水力参数,并与实测值、公式计算值进行对比,结果表明,模拟值与二者吻合度较好,从而证明所选紊流数学模型是合理可靠的,为半圆柱形量水槽的设计选型提供了新的方法和依据。

利用cfdfluent6.3软件,在直径为0.1m搅拌槽内对四斜叶穿流式搅拌器的固液悬浮特性进行研究。选用固相体积分数为15%、粒径250μm的玻璃球-水作为固液两相体系,计算域用四面体网格离散,采用标准k-ε及滑移网格法模拟液相流动,利用欧拉多相流模型模拟悬浮过程,分析了开孔孔径和开孔率对速度场、湍动能及搅拌功耗的影响。结果表明,在适宜的开孔孔径和开孔率范围内,穿流式搅拌器能够提高流体的湍动能及其耗散率,从而降低固液体系的临界悬浮转速。由于减少了桨叶在旋转方向上的投影面积,因此还可降低搅拌功耗。以开孔率12.4%、开孔直径d=1.3mm较为适宜

采用pc-6d浓度测量仪研究了无挡板rushton桨搅拌槽内石英砂-水两相体系的固液悬浮过程,测量了不同桨叶安装高度和桨径比时的临界悬浮转速,分析了桨叶安装高度、桨径比以及搅拌转速对固相浓度分布和功率消耗的影响。结果表明,无挡板时的临界悬浮转速和功率准数比有挡板时小,且随桨叶安装高度的增大而增大,随桨径比的增大而减小;对于无挡板固液悬浮,c=t/5、d=t/3时的悬浮性能最好,增大桨径比和搅拌转速均不能明显改善固液悬浮效果。

排气三通管道分散流流动特性的数值模拟及分析(精)

在化工容器和设备上采用奥氏体不锈钢焊接半圆管夹套一般具有较高要求,通过实际生产中对于不同焊接工艺的应用,本文结合奥氏体不锈钢制作化工容器和设备上焊接半圆管夹套焊缝性能要求,针对不锈钢逐段冷成形焊接在凸形封头上的半管盘管或者是整根对半剖分盘管焊接工艺要点,总结出对于此类焊缝的焊接工艺要点和焊缝检测与试验内容,同时该焊接工艺评定的做法和评价可以应用于类似焊缝。

对电站空冷凝汽器矩形翅片椭圆管空气侧的流动与传热特性进行了数值模拟,分析了翅片上有无扰流孔两种情况下矩形翅片表面的局部表面传热系数分布规律。对影响空气侧传热和流动性能的因素,包括扰流孔数、扰流孔尺寸、扰流孔位置进行了优化分析。数值模拟结果表明:随着扰流孔数的增加,表面传热系数和流动阻力逐渐增加,在一定范围内,换热量也不断增加;随着扰流孔的尺寸增大,表面传热系数和流动阻力均增大,但是总换热量减少;相对来说,扰流孔的位置对表面传热系数和流动阻力的影响不大。

该研究旨在综合探讨不同网箱周长、浮管管径、网衣高度及网目大小对整体网箱受力变形的影响,为网箱的科学合理选型提供数据参考。设定的网箱周长40~80m,浮管管径250~630mm,网衣高度6~20m,网目大小45~115mm。通过数值模拟方法对4种规格高密度聚乙烯圆形网箱在不同组合条件下网箱锚绳受力、波流力以及容积损失率进行了数值计算。结果表明,大规格网箱的锚绳受力、波流力更大,容积损失率更小,锚绳数量的增加可以大大降低锚绳受力。相比浮管管径,网衣高度和网目大小对网箱受力变形的影响更显著。整体网箱的受力变形随着网衣高度的增加而增大,随网目的增大而减小。

利用计算流体力学(cfd)方法对有挡板条件下的桨式和穿流式搅拌器槽内流场进行了三维数值模拟。在模拟的条件下,穿流式搅拌器提高了搅拌槽内的剪切速率,能够增强槽内流体的湍动,同时也加强了搅拌槽底部的流体流动。实验和模拟都发现在雷诺数较低时,两者的功率准数相当,随着雷诺数的增加有孔平桨的功率准数下降。并且发现单层四叶有孔平桨和双层二叶有孔平桨的功率准数模拟相对误差小于单层二叶有孔平桨的模拟误差。总体来说模拟值与实验值吻合还是较好,所以cfd方法的能够用于穿流式搅拌器的优化设计。

以水为介质,采用k-ε模型,用数值模拟方法研究了5种不同结构的螺旋扭曲椭圆管换热器的管外壳程传热与流阻性能,并和采用椭圆管作为换热部件的换热器进行了比较。研究结果表明,螺旋扭曲椭圆管换热器壳程有较好的强化换热特性,螺旋扭曲椭圆管的几何尺寸和流体流动速度对壳程传热与流阻性能有重要影响。通过数值模拟所获得的规律为螺旋扭曲椭圆管换热器的设计研发提供了参考。

为了实现井下气液高效分离、产出水回注和采气于一体,开展了新型井下螺旋式气液分离器的研究。应用计算流体力学方法(cfd)对螺旋式气液分离器的内部流场进行分析,并研究了螺旋圈数和螺距对螺旋式气液分离器性能的影响。该结果为井下螺旋式气液分离的进一步研究提供了参考依据。

伴随着油田的进一步开采,井内的气液有效分离变得越来越重要.柱式气液旋流分离器由于结构简单和制作成本低而在油田很受欢迎.一个典型气液旋流分离器被用于数值模拟计算.基于混合物模型下的三维湍流模型被用来描述分离器内混合物流动情况.通过数值模拟,分析了不同参数下(分离器长度、出口直径等)的气液分离效率.随着分离器长度增加,气液分离效率降低;随着出口直径的增大,气液分离效率先提高后降低.矩形入口形状比圆形入口形状更适合旋流分离器,气液分离效率从66.45%提高到79.04%.最后,最佳几何结构被提出,在最佳结构下气液分离效率为86.15%.

为了获得管道充气排液过程的两相流动状态,采用vof模型对管道充气排液工况进行了数值模拟研究。模型考虑了液体表面张力、壁面粘附力,流体粘度,管壁粗糙度以及气体可压缩性效应,并采用结构化网格和自适应网格加密技术,对两相界面进行了跟踪,观察了这一工况下的气液两相混合及界面变化过程,分析了充气过程中不同时刻的管道内压力分布、气相体积分数、管流摩阻和能量交换情况,得到了这一工况下气液两相的流动特征。模拟结果也表明,在进行适当的网格划分和参数设置,vof模型可以用于非自由表面的有压流动的数值模拟。

采用fluent软件的多重参考系(mrf)及标准k-ε湍流模型,针对双层平直桨叶、双层45°折叶涡轮桨和两者组合搅拌桨这3种搅拌桨,研究了不同桨叶类型搅拌槽内的流动混合特性和加料位置,结果表明:45°折叶涡轮桨和平直叶桨的上下组合桨可以增强搅拌器内流体的上下湍动,促进混合,其搅拌功率较双层平直叶桨下降37.91%,混合时间减少50.48%;选择上层桨叶尖端加料可以缩短搅拌器内液体的混合时间,提高搅拌效率.

应用标准κ-ε双方程模型与低雷诺数jones-laundeκ-ε模型分别对3种具有不同母线配置的铝电解槽中的铝液流场进行了数值模拟,并与工业测试结果进行了比较,标准κ-ε方程模型略优。对雷诺数、湍流雷诺数以及哈特曼准数的定量计算结果表明,哈特曼准数较好地表征了电磁力对铝液湍流运动的抑制作用。