基于流固耦合的LW350离心机适应性分析

发布时间：2021-09-22 09:27

　　为了研究离心机的流场特性及其关键结构的力学特性,以LW350型离心机为研究对象,建立了离心机流体域和螺旋输送器的模型,通过数值模拟得到离心机流场的情况,并对螺旋输送器进行了流固耦合分析,得到各参数对结构强度的影响规律。研究结果表明:在高转速下,分离效率主要受转鼓转速的影响,转鼓内不同径向截面的周向速度具有对称性,径向速度受湍流的作用影响物料扩散,轴向速度正负分层明显,利于液相回流;压力场表现为沿径向压力增大,轴向压降减小,利于沉降固相;通过单向流固耦合分析,螺旋输送器满足刚度和强度的要求,各参数对结构变形和应力大小有一定的影响。研究结果可为离心机的安全高效运行提供参考。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

离心机参数示意图

表1 离心机基本参数表Table 1 Basic parameters of the centrifuge 基本参数 数值 转鼓大端半径R/mm 175 转鼓长度L/mm 1 400 长径比λ 4 液池高度H/mm 35 柱段长度L1/mm 575 锥段沉降区长度L2/mm 285 锥段干燥区长度L3/mm 440 半锥角α/ (°) 7 转鼓小端半径r/mm 106.5 螺旋叶片厚度/mm 8 推料器厚度/mm 20关于模型有以下说明:模型以实际尺寸建立,为了计算准确,保留了螺旋输送器的细节特征。

对流体域模型进行仿真计算前,需要对计算区域进行离散化,即网格划分。钻井液离心机结构复杂,螺旋面与转鼓锥段之间以及布料口附近等区域都不规则,因此本文采用自适应性较强的非结构化四面体网格。运用仿真软件的Mesh模块对离心机模型进行网格划分,划分后的流体域模型共有单元数204 615个,节点数44 251个,网格平均质量为0.82。螺旋输送器模型的单元数110 720个,节点数56 441个,网格平均质量为0.75,两者划分的网格质量都满足计算要求。钻井液离心机网格模型如图3所示。1.2 流场计算方法及边界条件设定

【参考文献】：
期刊论文
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[3]钻井液加重剂离心分离和回收参数优化设计[J]. 张晓东,王福贵.  西南石油大学学报(自然科学版). 2009(04)
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博士论文
[1]钻井液离心机工作理论研究[D]. 刘洪斌.西南石油大学 2006

硕士论文
[1]钻井液离心分离机工作性能研究[D]. 陈海生.中国石油大学 2007



本文编号：3403530