LYHC—I型入口扩散器数值模拟.pdfVIP

菪 诸 石油化工设计 Petrochemical Design LYHC—I型入口扩散器数值模拟 裘 峰 (中国石化洛阳石化工程公司，河南 洛阳 471003) 摘要：将 CFX数值模拟软件应用于LYHC—I型入 口扩散器气一液两相流数值模拟。几何建模采用 SolidWorks、ICEMCFD协同进行，两相流物理模型采用 SST模型，计算得到了该结构 内非稳态的三维流场、 液相分布等特征参数的分布特性，研究结果可为该结构的进一步改进和优化设计提供参考依据。 关键词：入 口扩散器 数值模拟 CFX 各种工业过程中，流动是最常见、最重要的运 仅将过滤盘及其下方的顶分盘以多孔介质形式代 动形式之一，伴随着流动现象发生的一系列物理 替，其总体及详细结构形式如图1所示。为防止 现象，如传热、辐射、化学反应、燃烧、相变等构成 出、入 口效应对数值模拟的影响，分别在模拟域的 了复杂多样 的工业过程。CFD (ComputationalFlu— 人 口和出口位置进行了适当的延长，整个模拟域 idDynamics)技术将时间、空间域上连续的物理量 由3．8×10个网格组成。 的场 (如速度场、浓度场、压力场等)，用一系列离 散点上的变量集合来代替，建立大规模非线形方 程组，并通过数值计算和图像显示，对流体流动、 传质、传热等相关现象进行系统分析。 作为全世界领先的CFD大型软件仿真计算软 fI 件包，AnsysCFX 以其先进的数学模型和求解方 法、强大的计算仿真能力而被业界所认同，并被广 图1 LYHC—I型人 口扩散器总体及详细几何模型 泛应用各大工业领域。然而，由于石化工艺、设备 1．2 数学模型 ：SST湍流封闭模型 几何造型的复杂性和多样性，不同部件 的尺度差 本文工作采用 Menter等心提出的适用于多相 异极大，使得 CFX模拟仿真难度激增；操作难度 流体系的SST模型来进行湍流封闭。该模型有机 高、工作量巨大、周期较长，已成为妨碍该软件广 地将传统的 一 模型和k—ot模型结合在一起： 泛应用于石化工程设计的瓶颈。 即在流动的主体采用k一 模型，而在近壁区采用 本文以LYHC—I型人 口扩散器为模拟对象， k一 模型来计算 。其模型方程 为： 以 “SolidWorks模型构建、ICEMCFD 网格划 分、 o(af)／ + V(az )= ( + ／o)Vk]+ ． f CFX三维模拟”为技术路线，力图摸索出一套能够 G 一卢 (1) 适应工程设计进度和要求的CFD仿真模拟方法。 o(pf)／c)t+v(pfMzot)= ( ．+ ，．f／ ) ] +(1一F1)2plVkVto／o +Ol3tog．{／k— 3Pf∞ 1 数学物理模型 (2) 1．1 几何模型 为更加真实、有效地模拟工业实际，本文前期 收稿13期：2012一O1—11。 工作 采用 SolidWorks、ICEMCFD协同作业的方 作者简介：裘峰，女，1988年毕业于华东理工大学有机 法来构建和划分LYHC—I型入 口扩散器的物理 化工专业，工学学士，高级工程师，从事石油化工加