结构参数对挡板局域流场特性的影响
发布时间：2021-07-31 13:43
立式圆筒体分层器作为一种常见的化工分离设备,其在石油、化工等行业应用广泛,对于传热、反应、分离等化工设备而言,在入口附近添加挡板构件属于常规结构设计,本文提出在立式圆筒体分层器中添加入口构件,改变物料的流动方向,使物料进入筒体主流场的方式由冲击射流转变为沿筒体内壁的壁面射流,降低入口物料对主流场的扰动程度。若添加入口构件,势必会在挡板局域形成冲击射流复杂流动结构,同时由三块挡板形成的出口截面成为主流场的入口,对立式圆筒体分层器的分离效率起决定性作用,因此,挡板局域的流体力学性能对后续分离十分重要。本文采用示踪剂法对平面冲击挡板（K=0）、凸柱面挡板（K=-0.1）和凹柱面挡板（K=0.1）的挡板局域流场结构进行分析,同时利用多相流模型,通过浓度场来追踪添加的示踪剂,得到不同时刻的模拟示踪剂分布图与实验进行对比。研究发现:实验所得流场结构与CFD结果具有极高的吻合度;在主视图方向,不同冲击挡板结构下均出现了稳定的旋涡结构,涡旋结构的稳定程度与Re有关;在俯视图方向,冲击挡板的相对曲率决定了挡板局域流场结构形式;在出口截面上,凹柱面挡板具有较低的平均出流速度、回流速度和湍流强度,同时具有较...
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
立式圆筒体分层器Fig1-1.Theverticalcylinderseparator
虽然大部分设计者都会采用添加入口构件的方式来提入口挡板构件的设计却一直依赖工程经验，并无相关研究文献为其此本文通过分析挡板结构参数对挡板局域流场的影响，为挡板结构。击射流的研究进展从入口管流出冲击到挡板会形成受限的淹没冲击射流，本文研究的流。击射流简介（jet）是指流体依靠出流动量的原动力，喷射至另一流体区域中的孔口、狭缝射出或靠机械推动，并同周围流体掺混的一种流体流动流型，具有湍流脉动和扩散作用，能进行动量、热量和质量传递[10]面上时就产生了冲击射流[11-14]，图 1-2 以凹柱面冲击挡板为例展示区。
局域流场结构测试实验剂测试方法及原理流动显示技术的出现和成熟,针对冲击射流流场测试方法已由毕托展到高精度的激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimetry,LDV)、 (Particle Image Velocimetry, PIV) 和 粒 子 跟 踪 测 速 仪 (Particletry，PTV)。LDV、PIV 虽然精度较高，但投资大，对实验环境和设测试对象为挡板局域，相对整个罐体占体积较小，由于入口位置遮限 LDV 和 PIV 并不适合本实验研究，因此本文采用示踪剂测试流剂法能直观的显示出流场的结构特征，示踪剂法之一为烟线法，但空气。本文为液-液淹没射流，和烟线法类似。在液流中添加可明显，借助高速摄像机拍摄不同瞬时的画面，显示示踪剂分布浓度场进动轨迹。示踪剂法可以得到完整、细致的流体流动图像。验采用示踪剂法进行测试。测试系统如图 2-1 所示，主要由测试装、示踪剂添加系统三部分组成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]立式重力气-液分离器的工艺设计[J]. 许建华. 化工设计通讯. 2016(07)
[2]重力式油水分离器分层流动数值模拟[J]. 蔡飞超,马涛,赵小奎. 石油矿场机械. 2008(11)
[3]冲击凹柱面靶板的流场结构实验[J]. 刘震雄,毛军逵,卜继兴. 推进技术. 2008(01)
[4]重力式油水分离器内部构件对流动特性的影响[J]. 原广庆,张吕鸿,张海涛,吴崎兵. 石油化工设备. 2008(01)
[5]冲击射流及其强化换热的研究进展[J]. 耿铁,李德群,周华民,邵玉杰,汪伟军. 机械设计与制造. 2006(06)
[6]冲击射流强化换热的原理及其研究进展[J]. 冀美萍. 甘肃科技. 2004(05)
[7]湍流冲击射流流动与传热的数值研究进展[J]. 陈庆光,徐忠,张永建. 力学进展. 2002(01)
[8]冲击射流的研究概述[J]. 徐惊雷,徐忠,肖敏,黄淑娟. 力学与实践. 1999(06)
[9]立式重力气液分离器的工艺设计[J]. 陈丽萍. 天然气化工. 1999(02)
[10]怎样确定气液分离器的尺寸[J]. 曹海林. 化工设计通讯. 1985(03)
硕士论文
[1]高压高效气液分离器的应用研究[D]. 李来君.西安石油大学 2014
[2]重力式油水分离器内部构件工作特性的数值模拟分析[D]. 江朝阳.天津大学 2013
[3]冲击射流数值模拟中湍流模型的分析与对比[D]. 平艳.天津大学 2012
[4]重力式油水分离器性能的数值模拟[D]. 侯先瑞.大连海事大学 2011
[5]重力式油水分离器中的流体力学研究[D]. 张李.天津大学 2005
本文编号：3313572
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
立式圆筒体分层器Fig1-1.Theverticalcylinderseparator
虽然大部分设计者都会采用添加入口构件的方式来提入口挡板构件的设计却一直依赖工程经验，并无相关研究文献为其此本文通过分析挡板结构参数对挡板局域流场的影响，为挡板结构。击射流的研究进展从入口管流出冲击到挡板会形成受限的淹没冲击射流，本文研究的流。击射流简介（jet）是指流体依靠出流动量的原动力，喷射至另一流体区域中的孔口、狭缝射出或靠机械推动，并同周围流体掺混的一种流体流动流型，具有湍流脉动和扩散作用，能进行动量、热量和质量传递[10]面上时就产生了冲击射流[11-14]，图 1-2 以凹柱面冲击挡板为例展示区。
局域流场结构测试实验剂测试方法及原理流动显示技术的出现和成熟,针对冲击射流流场测试方法已由毕托展到高精度的激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimetry,LDV)、 (Particle Image Velocimetry, PIV) 和 粒 子 跟 踪 测 速 仪 (Particletry，PTV)。LDV、PIV 虽然精度较高，但投资大，对实验环境和设测试对象为挡板局域，相对整个罐体占体积较小，由于入口位置遮限 LDV 和 PIV 并不适合本实验研究，因此本文采用示踪剂测试流剂法能直观的显示出流场的结构特征，示踪剂法之一为烟线法，但空气。本文为液-液淹没射流，和烟线法类似。在液流中添加可明显，借助高速摄像机拍摄不同瞬时的画面，显示示踪剂分布浓度场进动轨迹。示踪剂法可以得到完整、细致的流体流动图像。验采用示踪剂法进行测试。测试系统如图 2-1 所示，主要由测试装、示踪剂添加系统三部分组成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]立式重力气-液分离器的工艺设计[J]. 许建华. 化工设计通讯. 2016(07)
[2]重力式油水分离器分层流动数值模拟[J]. 蔡飞超,马涛,赵小奎. 石油矿场机械. 2008(11)
[3]冲击凹柱面靶板的流场结构实验[J]. 刘震雄,毛军逵,卜继兴. 推进技术. 2008(01)
[4]重力式油水分离器内部构件对流动特性的影响[J]. 原广庆,张吕鸿,张海涛,吴崎兵. 石油化工设备. 2008(01)
[5]冲击射流及其强化换热的研究进展[J]. 耿铁,李德群,周华民,邵玉杰,汪伟军. 机械设计与制造. 2006(06)
[6]冲击射流强化换热的原理及其研究进展[J]. 冀美萍. 甘肃科技. 2004(05)
[7]湍流冲击射流流动与传热的数值研究进展[J]. 陈庆光,徐忠,张永建. 力学进展. 2002(01)
[8]冲击射流的研究概述[J]. 徐惊雷,徐忠,肖敏,黄淑娟. 力学与实践. 1999(06)
[9]立式重力气液分离器的工艺设计[J]. 陈丽萍. 天然气化工. 1999(02)
[10]怎样确定气液分离器的尺寸[J]. 曹海林. 化工设计通讯. 1985(03)
硕士论文
[1]高压高效气液分离器的应用研究[D]. 李来君.西安石油大学 2014
[2]重力式油水分离器内部构件工作特性的数值模拟分析[D]. 江朝阳.天津大学 2013
[3]冲击射流数值模拟中湍流模型的分析与对比[D]. 平艳.天津大学 2012
[4]重力式油水分离器性能的数值模拟[D]. 侯先瑞.大连海事大学 2011
[5]重力式油水分离器中的流体力学研究[D]. 张李.天津大学 2005
本文编号：3313572
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