旋流器内部流场的数值模拟方法研究
李娟1
闫小康1
李晓恒1
粟文兵1
张玉胜2
1.中国矿业大学化工学院,江苏徐州221116;中国矿业大学煤加工过程装备与控制工程研究中心,江苏徐州2211162.迈安德集团有限公司,江苏扬州,225100
摘要：旋流器以其操作简单,运行成本低,物理尺寸小等优点广泛应用于化工分离行业.其内部流场情况对其分离精度及分离效率起着关键作用,准确模拟该流场具有重要意义.流场变量梯度高、旋流特征强,尤其中心空气柱的存在增加了其数值模拟的不确定性.借助CFD(Computational Fluid Dynamics)软件,对75 mm经典旋流器系统地进行了气-液两相流非稳态数值模拟,研究了湍流模型,压力-速度耦合方式以及离散格式对旋流器内部流场计算结果的影响,并将其空气柱直径、切向速度以及轴向速度进行对比.结果 表明:RSM(Reynolds Stress Model)湍流模型可以较为准确地预测旋流器流场,仅在空气柱附近区域预测的速度值偏低.RNG k-ε(RNG k-epsilon)、Realizable k-ε(Realizable k-epsilon)以及Standard k-ε(Standard k-epsilon)湍流模型预测的该流场与实际流场存在较大差异.其中,RNG k-ε模型误差较Realizable k-ε以及Standard k-ε模型稍低;QUICK与Second Order Upwind离散格式在预测旋流器内部流场时差别不大.Third-order MUSCL,Power Law以及First Order Upwind离散格式没有求解出流场中完整的空气柱;SIMPLE,PISO及Coupled三种压力-速度耦合方式对计算结果的影响不大,相比较而言SIMPLE算法为较适合计算旋流器流场的压力-速度耦合方式.Coupled较其他2种算法在溢流管段预测的空气柱直径偏大,速度偏小,部分锥段空气柱直径偏小,速度偏大.
关键词：旋流器数值模拟方法空气柱计算流体力学
分类号：TD45(矿山机械)TQ051.8(一般性问题)
资助基金：中国博士后科学基金面上项目(2017M62188)国土资源部公益性行业科研专项(201511071-3)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 3250-3257 )
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