基于CFD模拟的旋风分离器简单模拟文献翻译.docVIP

CFD-DEM模拟旋风分离器气固两相流 K.W. Chu , B.Wanga, D.L.Xu , Y.X.Chen , A.B.Yu 关键词 气固两相流、旋风分离器、流体动力学的运算、离散单元法、颗粒动力学 摘要 这篇文献中，在气旋风气固两相流的数值模拟研究中，通过数字高程模型，对适用于牛顿运动方程的离散颗粒相个别粒子和连续流体的流动，利用耦合离散单元法（DEM）计算流体力学（CFD）模型。传统的CFD解决了在计算均匀介质的Navier-Stokes方程的连续流体流动方程。该模型成功地捕获气体的关键流程功能对热带气旋，如股粒子流模式，减少压降和切向速度。在天然气方面进行了研究和分析的固体负荷率的影响和固体流场结构，粒子气体，粒子，粒子与壁粒子相互作用力。发现气体压降增加，然后减少固体加载时，反应粒子气体流动的力主要是在切线方向和在轴向向上方向。在切线方向的反作用力将减速气相和向上的轴向力将防止在近壁区域流动向下气相。密集的粒子墙碰撞的地区主要分布在对面的墙上旋风进气道和锥壁。此外，由于固体负荷率的增加，固体前往旋风匝数减少，尤其是在尖区的气旋坚实股增加宽度，压降和切速度下降，高的轴向速度区域向上移动和气相的径向流大大挫伤。 @2010所有权归爱思唯尔有限公司所有 绪论 旋风分离器被广泛应用于工业上灰尘分离和产品回收，因为它的结构简单，相对经济的功率使用和灵活性。最重要的是气旋风性能变量通常是气体压力下降，固液分离效率，这两者是已知的显著的影响固体负荷率或浓度，灰尘的存在降低了.即使在极低的浓度高达30％的压降如0.2 g/m3，并在一个案件中，切向速度减少高达40％。然而了解和模拟这一现象的实质是非常具有挑战性。 在前面的气体气旋数值模拟气体流量，传统的计算流体力学模拟（CFD）方法被经常运用到。 boysan等人 开发了气气旋第一CFD模型，并表明标准k-e湍流模型模拟的不足与漩涡的流动，因为它导致过度动荡粘度和不切实际的切向速度。最近的研究表明，用气气旋湍流模型，如雷诺应力模型（RSM）和大涡模拟方法（LES）可以解决各向异性的湍流问题时应获得相应的计算结果与实验测量。对于所谓的拉格朗日粒子追踪（LPT）方法主要用于固体流量，除了少数的连续模型（Meier和森，1998年，钱等，2007）的模拟，固体气体效应流量和粒子粒子相互作用力通常是被忽略（吉田，1996;裤等，2002;德克森等，2006;王等，2006）。在LPT方法是能够定性研究的参数，如几何，气体流速和粒径的影响。然而，它不能很好地描述固体，气体流量和conse经常参数，如固体浓度或负荷率的影响。已通过各种调查作出努力，以克服这一缺陷。例如，克劳和普拉特（1974）开发一个二维（2D）模型预测与固体负荷率总体收集效率增加。近日，德克森等（2008年）制定了改进的LPT模型表明，固体颗粒的存在，导致气旋失去一些漩涡强度和气体流动的湍流强阻尼，他们还指出，在气体粒子粒子相互作用建模气旋是重要的。通过类似的手段方法，湾等。 （2008年）成功地预测了显示作为一个固体颗粒的存在而改变气体流场螺旋灰尘链。然而，在理论上计算担任固相气相反应力，主要是基于固体和固体浓度之间的相对速度气体，固体浓度的准确预测，取决于粒子粒子相互作用的建模，将不会显示在LPT模式。 另一方面，近年来，所谓的结合离散单元法（DEM）和计算流体力学（CFD - DEM）的方法已被开发（辻等人，1992年，徐宇，1997年，周等。2010年）并归于流体相互作用。CFD-DEM的方法已被证明是有效模拟各种颗粒流体流动系统（辻等，1992;徐瑜，1997;李等，1999;徐等，2000;罗德等,2001;kafui等，2002;羽和徐，2003; Limtrakul等，2004年伦佐·迪迪马尤，2007;辻，2007;光等，2008;马龙和许，2008）特别是已作出努力延长的CFD-DEM的方法来研究复杂流体归于流系统（川口等人，1998年荣和堀尾，2001年，易卜生等，2004;朱和玉，2008A;楚等，2009;楚等人，2009;桂等，2009;赵等，2009）。到今天为止，局限于知识很少有研究已在气旋风气固流动的CFD-DEM的方法手段。 在这项工作中，一个CFD-DEM模型用来形容在气体气旋中的气固两相流的固体负荷率的影响。然后调查，旨在产生在这个复杂的气固两相流系统下的作用。 数学模型 有据可查的的CFD-DEM模型，用于目前的工作已在文献（徐宇1997年;周秀骥等，2010）。为简单起见，所以我们只能给该方法的简要说明。 固相被视为一个独立的阶段，由所谓的离散单元法（康德尔和施特拉克，1979