高速卧螺离心机固液分离特性及其影响因素分析
发布时间：2021-05-09 22:35
高速卧螺离心机的转速从几千到几万转不等,因此螺旋推料器会对流体产生较大的扰动作用使流动具有强旋流性,造成转鼓内部流体流动复杂。试验中测得的数据非常有限同时不能实现数据的动态实时传输,对于卧螺离心机的仿真模型也都是基于稳态进行计算。本文基于瞬态计算方法建立了卧螺离心机内部流场的仿真模型,同时,利用已有的实验结果验证了仿真模型的可靠性,主要研究了转速差和螺旋叶片的螺距两个因素分别对卧螺离心机分离效率的影响。本文经过合理的简化和假设,通过SolidWorks和icem完成了卧螺离心机流体域三维模型的建立和网格的划分。在fluent计算中选取了Eulerian多相流模型,RNG20K-ε湍流模型和MRF模型相结合对卧螺离心机内部流场进行了瞬态计算。通过对仿真和实验结果归一化处理进行验证了仿真模型的可靠性。研究转速差对分离效率的影响时,以试验和仿真相对比的方法来进行研究。试验结果和仿真结果均表明:1.虽然在离心场中粒子所受离心力远大于重力,但重力的影响不可忽略2.固相沉积厚度值随时间呈周期性变化;3.沿转鼓轴向固相沉积厚度值出现了逐渐增大并伴有局部降低的现象;4.转鼓锥段的沉积厚度值均远大于转鼓...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 卧螺离心机流体动力学的研究现状
1.2.2 卧螺离心机结构参数对卧螺离心机的影响
1.3 研究内容
1.4 研究意义与技术路线
1.4.1 研究意义
1.4.2 技术路线
1.5 本章小结
第二章 数学模型的建立
2.1 离心力场的基本特性
2.1.1 离心力
2.1.2 分离因数
2.1.3 科式力
2.1.4 离心液压
2.2 离心沉降过程的说明
2.2.1 固相粒子在离心场中的自由沉降速度
2.2.2 离心场中沉降分离的极限
2.3 离心场中的流体力学
2.3.1 基本方程
2.3.2 卧螺离心机内部的流体流动
2.4 本章小结
第三章 可靠性仿真模型的建立
3.1 实验方法概述
3.1.1 实验设备及原理
3.1.2 实验条件
3.1.3 实验结果及分析
3.2 仿真模型建立
3.2.0 计算流体力学概述
3.2.1 仿真前处理
3.2.2 仿真模型的建立
3.2.3 仿真结果分析
3.3 仿真与实验结果对比
3.4 本章小结
第四章 最优转速差的确定
4.1 输送量概念的介绍
4.2 最优转速差的确定
4.2.1 转速差对卧螺离心机流动特性的影响
4.2.2 最优转速差的确定
4.3 转速差与输送量的函数关系式的确定
4.3.1 基函数的确定
4.3.2 函数关系式的确定
4.4 本章小结
第五章 螺旋推料器的螺距对分离效率的影响
5.1 螺距对分离效率的影响分析
5.2 最优螺距的选择
5.3 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿用LW800卧螺离心机转鼓锥角结构优化[J]. 张建中,李峰,胡化增,张广浩,刘海洋. 流体机械. 2019(07)
[2]水力旋流器数值模拟参数的基础研究[J]. 隋元伟,董强,宁朋歌. 合肥学院学报(综合版). 2019(02)
[3]论煤焦油的三相分离[J]. 李强. 上海化工. 2017(12)
[4]卧式螺旋卸料离心机研究的回顾与展望[J]. 谭蔚,钟伟良,闫浩,刘丽艳,朱国瑞. 化工进展. 2016(S2)
[5]卧式螺旋卸料沉降离心机内部流场与分离性能的研究[J]. 姜毓圣,袁惠新,付双成. 流体机械. 2016(04)
[6]科学试验用离心机发展综述[J]. 黎启胜,许元恒,罗龙. 装备环境工程. 2015(05)
[7]基于分离效率的卧螺离心机CFD分析[J]. 何飘,梁毅,应超,樊俊,肖泽仪. 化工设备与管道. 2014(05)
[8]卧式螺旋沉降离心机污泥脱水模拟研究[J]. 周翠红,凌鹰,申文君,刘美丽. 机械工程学报. 2014(16)
[9]基于Euler多相流模型的卧螺离心机速度场数值模拟与分析[J]. 付双成,董连东,袁惠新. 化工进展. 2014(01)
[10]湍流模型在卧螺离心机数值模拟中的适用性分析[J]. 董连东,袁惠新,付双成,邹鑫. 化工进展. 2013(S1)
博士论文
[1]流变性对钻井液离心机内流特性及分离机理影响研究[D]. 李一岚.西南石油大学 2017
[2]塔式太阳能定日镜结构风荷载特性及风致响应研究[D]. 王莺歌.湖南大学 2011
[3]离心式挤出机结构创新与固体输送及增压机理的研究[D]. 赵晶.北京化工大学 2008
[4]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]火针的温度测量与数值模拟研究[D]. 邵继续.华北电力大学 2015
[2]基于颗粒轨道模型的高速列车多相流数值模拟和分析[D]. 张淼.浙江大学 2011
[3]卧螺离心机流场数值模拟及试验研究[D]. 郑胜飞.浙江工业大学 2009
[4]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
[5]卧螺离心机在赤泥快速分离技术中的应用研究[D]. 何成申.中南大学 2006
本文编号：3178146
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 卧螺离心机流体动力学的研究现状
1.2.2 卧螺离心机结构参数对卧螺离心机的影响
1.3 研究内容
1.4 研究意义与技术路线
1.4.1 研究意义
1.4.2 技术路线
1.5 本章小结
第二章 数学模型的建立
2.1 离心力场的基本特性
2.1.1 离心力
2.1.2 分离因数
2.1.3 科式力
2.1.4 离心液压
2.2 离心沉降过程的说明
2.2.1 固相粒子在离心场中的自由沉降速度
2.2.2 离心场中沉降分离的极限
2.3 离心场中的流体力学
2.3.1 基本方程
2.3.2 卧螺离心机内部的流体流动
2.4 本章小结
第三章 可靠性仿真模型的建立
3.1 实验方法概述
3.1.1 实验设备及原理
3.1.2 实验条件
3.1.3 实验结果及分析
3.2 仿真模型建立
3.2.0 计算流体力学概述
3.2.1 仿真前处理
3.2.2 仿真模型的建立
3.2.3 仿真结果分析
3.3 仿真与实验结果对比
3.4 本章小结
第四章 最优转速差的确定
4.1 输送量概念的介绍
4.2 最优转速差的确定
4.2.1 转速差对卧螺离心机流动特性的影响
4.2.2 最优转速差的确定
4.3 转速差与输送量的函数关系式的确定
4.3.1 基函数的确定
4.3.2 函数关系式的确定
4.4 本章小结
第五章 螺旋推料器的螺距对分离效率的影响
5.1 螺距对分离效率的影响分析
5.2 最优螺距的选择
5.3 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]矿用LW800卧螺离心机转鼓锥角结构优化[J]. 张建中,李峰,胡化增,张广浩,刘海洋. 流体机械. 2019(07)
[2]水力旋流器数值模拟参数的基础研究[J]. 隋元伟,董强,宁朋歌. 合肥学院学报(综合版). 2019(02)
[3]论煤焦油的三相分离[J]. 李强. 上海化工. 2017(12)
[4]卧式螺旋卸料离心机研究的回顾与展望[J]. 谭蔚,钟伟良,闫浩,刘丽艳,朱国瑞. 化工进展. 2016(S2)
[5]卧式螺旋卸料沉降离心机内部流场与分离性能的研究[J]. 姜毓圣,袁惠新,付双成. 流体机械. 2016(04)
[6]科学试验用离心机发展综述[J]. 黎启胜,许元恒,罗龙. 装备环境工程. 2015(05)
[7]基于分离效率的卧螺离心机CFD分析[J]. 何飘,梁毅,应超,樊俊,肖泽仪. 化工设备与管道. 2014(05)
[8]卧式螺旋沉降离心机污泥脱水模拟研究[J]. 周翠红,凌鹰,申文君,刘美丽. 机械工程学报. 2014(16)
[9]基于Euler多相流模型的卧螺离心机速度场数值模拟与分析[J]. 付双成,董连东,袁惠新. 化工进展. 2014(01)
[10]湍流模型在卧螺离心机数值模拟中的适用性分析[J]. 董连东,袁惠新,付双成,邹鑫. 化工进展. 2013(S1)
博士论文
[1]流变性对钻井液离心机内流特性及分离机理影响研究[D]. 李一岚.西南石油大学 2017
[2]塔式太阳能定日镜结构风荷载特性及风致响应研究[D]. 王莺歌.湖南大学 2011
[3]离心式挤出机结构创新与固体输送及增压机理的研究[D]. 赵晶.北京化工大学 2008
[4]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]火针的温度测量与数值模拟研究[D]. 邵继续.华北电力大学 2015
[2]基于颗粒轨道模型的高速列车多相流数值模拟和分析[D]. 张淼.浙江大学 2011
[3]卧螺离心机流场数值模拟及试验研究[D]. 郑胜飞.浙江工业大学 2009
[4]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
[5]卧螺离心机在赤泥快速分离技术中的应用研究[D]. 何成申.中南大学 2006
本文编号：3178146
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