环流式旋风分离器旋进涡核的数值分析

发布时间：2019-04-02 10:53

【摘要】：本文采用了雷诺应力模型对环流式旋风分离器的非稳态流场进行了数值模拟。比较了环流式旋风分离器、DⅢ型旋风分离器和斯得曼(Stairmand)型旋风分离器中旋进涡核(PVC)的频率、幅值和旋转半径等特征参数。改变环流式旋风分离器的操作参数和结构参数来分析旋进涡核的特征参数的改变来分析旋进涡核对分离效率和压降的影响情况。针对旋进涡核的不稳定运动,通过在环流式旋风分离器中加入稳流柱和防返混锥来探究对旋进涡核运动的改善情况。针对以上提到的几个方面,本文所做的主要研究工作有:(1)采用画图软件gambit2.4.6构造出环流式旋风分离器几何模型,运用模拟软件FLUENT16.0来对模型进行数值模拟计算。比较环流式旋风分离器、DⅢ型旋风分离器和斯得曼型旋风分离器中旋进涡核的特征参数。结果表明:环流式旋风分离器与DⅢ型、斯得曼型旋风分离器相比,在排尘口处的PVC频率和幅值下降的最为明显,频率分别下降了65%和70%,最大幅值分别减少了26%和55%。环流式旋风分离器与DⅢ型、斯得曼型旋风分离器相比,在其它区域的PVC频率和幅值都有不同程度的下降。斯得曼型旋风分离器的平均旋转半径是DⅢ型的1.5倍,最大旋转半径是DⅢ型的1.3倍,DⅢ型旋风分离器的平均旋转半径又是环流式的1.8倍,最大旋转半径是环流式的1.1倍。与环流式旋风分离器相比,斯得曼型、DⅢ型旋风分离器的涡核运动能形成大的偏心摆动,其中斯坦曼型旋风分离器涡核的偏心摆动的程度最大,这样易将器壁上分离下来的颗粒卷入到内旋流中,导致分离器的分离效率下降。(2)通过改变环流式旋风分离器的入口气速、旋风分离器排气管的直径和筒体的高度,来探究对PVC的旋转半径、频率和幅值的影响规律。研究结果表明:当进口气速增大时,PVC的旋转半径、频率和幅值增大。当旋风分离器的排气管直径减小和筒体高度增大时,PVC的旋转半径减小,频率和幅值增大。(3)添加防返混锥和稳流柱后的旋风分离器,涡核的平均旋转半径减小了40%,最大旋转半径减小了43%。尤其在排尘口处,PVC的频率和幅值下降的最为明显,频率下降了40%,最大幅值减少了62%,其他区域的旋进涡核频率和幅值都有不同程度的下降。说明加入稳流柱和防返混锥后,由于旋进涡核受到稳流柱的引导作用,使分离器器壁上分离下来的颗粒不易被卷入到内旋流中,从而使分离器的分离效率升高。
[Abstract]:In this paper, Reynolds stress model is used to simulate the unsteady flow field of circumferential cyclone separator. The frequency, amplitude and rotation radius of the precession vortex core (PVC) in annular cyclone separator, D鈪，

本文编号：2452496