径向入口旋风分离器涡核及轴向速度轮廓研究.pdfVIP

％ } m 再 径向入口旋风分离器涡核及轴向速度轮廓研究 李昌剑，陈冒莉 {^目I^}*’m#f≈m^女＆i-±*200237) 关键诃：旋风舟自嚣．目柱轮廓，数值模拟，轴向速度 旋风分离器是一种广泛用于化工、炼油等领域 1物理模型 的气固分离设备．其优点是结构简单、操作方便…。 图1为径向^口旋风分离器的结构示意图。定 旋风分离器内流场呈现强烈的三维非稳态，流场内 义直筒段顶部中心处为坐标原点，升气管方向为= 切向速度和轴向速度肘其分离效率影响较大。对于 轴。向上为正，^口管方向为z轴；y轴垂直于船 旋风分离器的切向速度分布，其内流场可分为内部 平面，向里为正；设人El管位置为0。位，从旋风分离 的准强黼涡和外部的准自由涡，两者以切向速度的 器上方俯视，沿筒体圆周逆时针方向为正。结构参 最大值为分界，内部的准强制涡即为涡核；对于旋风 数及操作条件见表1。 分离器的轴向速度分布，其内流场可分为近壁面的 寰1镕日参mⅡ*镕条件 下行流和中心区域的上行流，两者以轴向速度0值 一 为分界。一直以来．研究人员认为准强制据即上行 流，准自由涡即下行流，但两者有本质的区别。目 前，很少有研究^员对两者的区别提出质疑，故此， o 本文采用太涡模拟的方法对径向人口旋风分离器的 气相衙【场进行数值模拟，以获得不同结构参散厦操 作条件下旋风分离器的涡核和轴向速度轮廓．为提 高旋风分离器内颗粒的分离效率提供理论基础． ∞ 羔～，黑兰=一 e鲁二§8二掣～ 2数值模型 2 1湍藏模型 本文采用的湍流模型是大涡模拟(LES)，它可 获得比霄诺时均方法(RANS)更多的湍流信息，准 确性好，同时耗费的计算资源少于直接数值模拟 (DNS)。大涡模拟的基本思想是把包括脉动在内 的湍流瞬时运动通过某种滤波方法分成大R度运动 和小尺度运动。大尺度运动通过求解微分方程直接 求出来t小尺度运动对大尺度运动的影响通过亚嘲 格模型来模拟”]。 2 2边界条件及计算方法 INLET)；候设出口处湍流流动已迭充分发展状态， 所有变量在出口截面法线方向上的梯度为零，故采 n 用OUTFLOW；假设排尘口气流流量为零，设置其 为壁面；壁面采用无滑移边界，默认壁面粗糙度为 目1+＆自^口旋A分离器结构i《