雙層半圓管盤式渦輪槳攪拌槽氣液分散特性的數(shù)值模擬

采用計(jì)算流體力學(xué)的方法,對雙層六直葉渦輪槳、雙層六斜葉渦輪槳以及雙層六直斜葉交替渦輪槳攪拌槽流場進(jìn)行研究。利用laminar層流模型對其在甘油與水的混合物中產(chǎn)生的流場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到三種不同結(jié)構(gòu)形式的雙層槳以恒轉(zhuǎn)速200r/min在攪拌槽內(nèi)轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的流場結(jié)構(gòu),對比分析軸向、徑向和周向的速度矢量圖、速度云圖以及速度分布曲線,為層流攪拌槽的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

利用冷模實(shí)驗(yàn)裝置對雙層斜槳的特性進(jìn)行了研究,分析了功率準(zhǔn)數(shù)的變化規(guī)律,研究了單槳、組合槳通氣情況下功率的變化和穩(wěn)定性,獲得了氣含率與通氣量、攪拌功率的關(guān)聯(lián)式。

運(yùn)用fluent軟件,采取多重參考系法(mrf)和標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型對攪拌槽在水中產(chǎn)生的流場進(jìn)行數(shù)值模擬,分析了槳葉高度和轉(zhuǎn)速對三維流場的影響,并對其宏觀流動特性和時均速度分布進(jìn)行詳細(xì)對比分析。結(jié)果表明,當(dāng)上槳葉高度為1200mm、轉(zhuǎn)速為1909r/min(200rad/s)時,攪拌效果最佳。

北京市南苑蔬菜冷庫是北京最大的一座蔬菜冷庫?？?cè)萘苛?。以氨作為制冷劑?979年投產(chǎn)。去年勞動局壓力容器檢驗(yàn)所對冷庫制冷系統(tǒng)壓力容器進(jìn)行檢驗(yàn)時,發(fā)現(xiàn)有兩臺ln—120冷凝器不合格,要求必須更新。在更新冷凝器后進(jìn)行打壓試漏過程中,壓力達(dá)到1.2mpa時,隱約嗅到一股股氨味,

設(shè)備名稱：400l儲罐 圖號：fj140348c-00 位號：03b101 p1半圓管夾套設(shè)計(jì)壓力mpa0.6 pc殼體計(jì)算壓力mpa0.4 r圓筒或封頭球面部分內(nèi)半徑mm400 r半圓管夾套內(nèi)半徑mm25 t圓筒或封頭有效厚度mm3.9 k由半圓管外徑、殼體厚度、殼體內(nèi)徑查得的系數(shù)查圖3.2-1,3.2-2,3.2-380 筒體或封頭材質(zhì)s31603 殼體設(shè)計(jì)溫度150 [σ]t筒體或封頭材料設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力mpa120 夾套材質(zhì)s30408 夾套設(shè)計(jì)溫度150 [σ]1 t 夾套材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力mpa137 t半圓管計(jì)算厚度mm0.13 σ' 圓筒或封頭由計(jì)算壓力pc或其他軸向荷 載引起的軸（經(jīng)）向拉伸總應(yīng)力 mpa20.51 p'半圓管夾套許用壓力mpa1.99 設(shè)計(jì)：日期： 校核：

位號： p1半圓管夾套設(shè)計(jì)壓力mpa0.7 pc殼體計(jì)算壓力mpa0.25 r圓筒或封頭球面部分內(nèi)半徑mm2400 r半圓管夾套內(nèi)半徑mm42 t圓筒或封頭有效厚度mm8 k由半圓管外徑、殼體厚度、殼體內(nèi)徑查得的系數(shù)查圖3-2、3-3、3-480 筒體或封頭材質(zhì) [σ]t筒體或封頭材料設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力mpa118 夾套材質(zhì) [σ]1 t夾套材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力mpa118 t半圓管計(jì)算厚度mm0.29 σ' 圓筒或封頭由計(jì)算壓力pc或其他軸 （經(jīng)）向總應(yīng)力 mpa37.5 p'半圓管夾套許用壓力mpakp'+σ'≤1.5[σ]t1.74 d0圓筒外徑mm4816 h半圓管螺距mm120 n半圓管螺旋數(shù)量29 d0半圓管外徑mm89 ρ半圓管材料密度kg/m37930 l半圓管

采用mixsim對折葉渦輪槳攪拌器攪拌槽內(nèi)流體流型及紊流狀態(tài)下的溫度分布進(jìn)行模擬。結(jié)果顯示:隨re數(shù)的增大,流體流型由徑向流逐漸向軸向流發(fā)展;在溫度變化趨于穩(wěn)定時,溫度在攪拌軸兩側(cè)基本呈對稱分布,且分別存在一個低溫區(qū)域。

許多液體的萃取工藝過程中，混合液的充分、均勻混合是至關(guān)重要的，混合時間是評定一個攪拌設(shè)備混合效果的重要尺度。混合時間短，則混合效率高，所以縮短混合時間對整個萃取效率的提高至關(guān)重要。采用計(jì)算流體動力學(xué)（cfd）的方法，對實(shí)驗(yàn)室自制的攪拌設(shè)備混合溶劑型油漆的過程進(jìn)行數(shù)值模擬。分析這種自制的攪拌槳層間距的改變對混合時間的影響，為攪拌槳的設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供理論指導(dǎo)和新思路。

采用rngk-ε紊流模型封閉時均雷諾方程,vof方法追蹤自由表面,對矩形渠道中兩種不同收縮比(0.49、0.67)的半圓柱形量水槽進(jìn)行三維數(shù)值模擬,得到量水槽全域內(nèi)的流速分布規(guī)律、水面線、過槽流量等水力參數(shù),并與實(shí)測值、公式計(jì)算值進(jìn)行對比,結(jié)果表明,模擬值與二者吻合度較好,從而證明所選紊流數(shù)學(xué)模型是合理可靠的,為半圓柱形量水槽的設(shè)計(jì)選型提供了新的方法和依據(jù)。

利用cfdfluent6.3軟件,在直徑為0.1m攪拌槽內(nèi)對四斜葉穿流式攪拌器的固液懸浮特性進(jìn)行研究。選用固相體積分?jǐn)?shù)為15%、粒徑250μm的玻璃球-水作為固液兩相體系,計(jì)算域用四面體網(wǎng)格離散,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε及滑移網(wǎng)格法模擬液相流動,利用歐拉多相流模型模擬懸浮過程,分析了開孔孔徑和開孔率對速度場、湍動能及攪拌功耗的影響。結(jié)果表明,在適宜的開孔孔徑和開孔率范圍內(nèi),穿流式攪拌器能夠提高流體的湍動能及其耗散率,從而降低固液體系的臨界懸浮轉(zhuǎn)速。由于減少了槳葉在旋轉(zhuǎn)方向上的投影面積,因此還可降低攪拌功耗。以開孔率12.4%、開孔直徑d=1.3mm較為適宜

采用pc-6d濃度測量儀研究了無擋板rushton槳攪拌槽內(nèi)石英砂-水兩相體系的固液懸浮過程,測量了不同槳葉安裝高度和槳徑比時的臨界懸浮轉(zhuǎn)速,分析了槳葉安裝高度、槳徑比以及攪拌轉(zhuǎn)速對固相濃度分布和功率消耗的影響。結(jié)果表明,無擋板時的臨界懸浮轉(zhuǎn)速和功率準(zhǔn)數(shù)比有擋板時小,且隨槳葉安裝高度的增大而增大,隨槳徑比的增大而減小;對于無擋板固液懸浮,c=t/5、d=t/3時的懸浮性能最好,增大槳徑比和攪拌轉(zhuǎn)速均不能明顯改善固液懸浮效果。

排氣三通管道分散流流動特性的數(shù)值模擬及分析(精)

在化工容器和設(shè)備上采用奧氏體不銹鋼焊接半圓管夾套一般具有較高要求,通過實(shí)際生產(chǎn)中對于不同焊接工藝的應(yīng)用,本文結(jié)合奧氏體不銹鋼制作化工容器和設(shè)備上焊接半圓管夾套焊縫性能要求,針對不銹鋼逐段冷成形焊接在凸形封頭上的半管盤管或者是整根對半剖分盤管焊接工藝要點(diǎn),總結(jié)出對于此類焊縫的焊接工藝要點(diǎn)和焊縫檢測與試驗(yàn)內(nèi)容,同時該焊接工藝評定的做法和評價可以應(yīng)用于類似焊縫。

對電站空冷凝汽器矩形翅片橢圓管空氣側(cè)的流動與傳熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了翅片上有無擾流孔兩種情況下矩形翅片表面的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分布規(guī)律。對影響空氣側(cè)傳熱和流動性能的因素,包括擾流孔數(shù)、擾流孔尺寸、擾流孔位置進(jìn)行了優(yōu)化分析。數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨著擾流孔數(shù)的增加,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動阻力逐漸增加,在一定范圍內(nèi),換熱量也不斷增加;隨著擾流孔的尺寸增大,表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動阻力均增大,但是總換熱量減少;相對來說,擾流孔的位置對表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動阻力的影響不大。

該研究旨在綜合探討不同網(wǎng)箱周長、浮管管徑、網(wǎng)衣高度及網(wǎng)目大小對整體網(wǎng)箱受力變形的影響,為網(wǎng)箱的科學(xué)合理選型提供數(shù)據(jù)參考。設(shè)定的網(wǎng)箱周長40~80m,浮管管徑250~630mm,網(wǎng)衣高度6~20m,網(wǎng)目大小45~115mm。通過數(shù)值模擬方法對4種規(guī)格高密度聚乙烯圓形網(wǎng)箱在不同組合條件下網(wǎng)箱錨繩受力、波流力以及容積損失率進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。結(jié)果表明,大規(guī)格網(wǎng)箱的錨繩受力、波流力更大,容積損失率更小,錨繩數(shù)量的增加可以大大降低錨繩受力。相比浮管管徑,網(wǎng)衣高度和網(wǎng)目大小對網(wǎng)箱受力變形的影響更顯著。整體網(wǎng)箱的受力變形隨著網(wǎng)衣高度的增加而增大,隨網(wǎng)目的增大而減小。

利用計(jì)算流體力學(xué)(cfd)方法對有擋板條件下的槳式和穿流式攪拌器槽內(nèi)流場進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。在模擬的條件下,穿流式攪拌器提高了攪拌槽內(nèi)的剪切速率,能夠增強(qiáng)槽內(nèi)流體的湍動,同時也加強(qiáng)了攪拌槽底部的流體流動。實(shí)驗(yàn)和模擬都發(fā)現(xiàn)在雷諾數(shù)較低時,兩者的功率準(zhǔn)數(shù)相當(dāng),隨著雷諾數(shù)的增加有孔平槳的功率準(zhǔn)數(shù)下降。并且發(fā)現(xiàn)單層四葉有孔平槳和雙層二葉有孔平槳的功率準(zhǔn)數(shù)模擬相對誤差小于單層二葉有孔平槳的模擬誤差。總體來說模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合還是較好,所以cfd方法的能夠用于穿流式攪拌器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

以水為介質(zhì),采用k-ε模型,用數(shù)值模擬方法研究了5種不同結(jié)構(gòu)的螺旋扭曲橢圓管換熱器的管外殼程傳熱與流阻性能,并和采用橢圓管作為換熱部件的換熱器進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明,螺旋扭曲橢圓管換熱器殼程有較好的強(qiáng)化換熱特性,螺旋扭曲橢圓管的幾何尺寸和流體流動速度對殼程傳熱與流阻性能有重要影響。通過數(shù)值模擬所獲得的規(guī)律為螺旋扭曲橢圓管換熱器的設(shè)計(jì)研發(fā)提供了參考。

介紹了一種新型的雙列斜直線槽機(jī)械密封,應(yīng)用fluent軟件對密封的液膜特性進(jìn)行數(shù)值模擬,計(jì)算了在不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)下密封端面間流場的壓力分布、泄漏量、端面開啟力和液膜剛度等特性。結(jié)果表明,雙列斜直線槽機(jī)械密封可產(chǎn)生明顯的動壓效應(yīng)和上游泵送效應(yīng),實(shí)現(xiàn)零泄漏。

采用mixture多相流模型、realizable湍流模型與simplec算法,應(yīng)用cfd軟件fluent對內(nèi)混式自吸泵自吸過程的氣液兩相流進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過分析不同含氣率條件下流場的壓力分布、速度分布、氣相分布,探討了氣液兩相介質(zhì)在泵內(nèi)的運(yùn)動情況,一定程度上揭示了內(nèi)混式自吸泵自吸過程的內(nèi)部流場變化規(guī)律,為自吸泵的設(shè)計(jì)提供更多的參考依據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)井下氣液高效分離、產(chǎn)出水回注和采氣于一體,開展了新型井下螺旋式氣液分離器的研究。應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)方法(cfd)對螺旋式氣液分離器的內(nèi)部流場進(jìn)行分析,并研究了螺旋圈數(shù)和螺距對螺旋式氣液分離器性能的影響。該結(jié)果為井下螺旋式氣液分離的進(jìn)一步研究提供了參考依據(jù)。

伴隨著油田的進(jìn)一步開采,井內(nèi)的氣液有效分離變得越來越重要.柱式氣液旋流分離器由于結(jié)構(gòu)簡單和制作成本低而在油田很受歡迎.一個典型氣液旋流分離器被用于數(shù)值模擬計(jì)算.基于混合物模型下的三維湍流模型被用來描述分離器內(nèi)混合物流動情況.通過數(shù)值模擬,分析了不同參數(shù)下(分離器長度、出口直徑等)的氣液分離效率.隨著分離器長度增加,氣液分離效率降低;隨著出口直徑的增大,氣液分離效率先提高后降低.矩形入口形狀比圓形入口形狀更適合旋流分離器,氣液分離效率從66.45%提高到79.04%.最后,最佳幾何結(jié)構(gòu)被提出,在最佳結(jié)構(gòu)下氣液分離效率為86.15%.

以埕島油田cb11d-cb11e海底雙層保溫輸油管為例,考慮波浪和海流以及內(nèi)壓和熱膨脹的影響,采用有限元軟件建立立管附近海底雙層管及等效單層管的懸空力學(xué)模型。靜力分析表明,不考慮內(nèi)壓和熱膨脹影響時,可以用等效單層管近似代替雙層管;考慮內(nèi)壓和熱膨脹的影響時,用等效單層管代替雙層管導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏差較大。此外,彎頭處的應(yīng)力最大,懸空中點(diǎn)處以及懸空段與埋設(shè)段的交接處也容易屈服甚至斷裂。