旋流器入口结构影响机理及实验研究

论文摘要

本文对常规旋流器入口数量进行了对比模拟;对双入口常规旋流器的入口截面积大小对分离特性的影响、对渐缩形入口流道旋流器入口渐缩程度对分离特性的影响分别进行了模拟分析。在大量的入口形式基础上提出了一种新型的旋流器入口形式,即在常规旋流器的入口基础上,使入口流道带有一定的倾斜角度。对此种新型入口旋流器采用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的方法,研究其流场特性及分离性能。首先在理论分析的基础上建立初始模型,通过数值模拟优化旋流器入口的结构参数,最后通过实验研究确定倾斜入口流道旋流器的最佳操作参数,并进而验证数值模拟结果的正确性。利用计算流体动力学(CFD)方法,采用Gambit软件建立模型、Fluent软件进行数值模拟,分析了倾斜入口流道旋流器内部速度场、压力场的分布情况以及油相浓度的分布规律等特性;对入口流道不同倾斜角度的模型也进行了对比,从而确定最佳倾斜角度范围。通过室内实验进一步观察分析倾斜入口流道旋流器内部流场特性、入口流量和分流比等对分离效率的影响。研究结果为进一步优化旋流器入口结构形式提供了一定的理论基础和借鉴,为旋流器结构优化提供了有益的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 旋流器发展史
• 1.3 水力旋流器的应用
• 1.4 水力旋流器的发展趋势
• 1.5 水力旋流器的特点
• 1.6 本文主要研究内容
• 第二章 旋流器入口形式
• 2.1 入口的分类
• 2.1.1 按入口数分类
• 2.1.2 按入口截面形状分类
• 2.1.3 按入口流道形式分类
• 2.2 入口流道的细化
• 2.3 本章小结
• 第三章 旋流器入口形式影响机理
• 3.1 几何模型的建立和网格的划分
• 3.2 数值计算模型的选取
• 3.2.1 湍流模型的选取
• 3.2.2 求解方法的选取
• 3.2.3 多相流模型的选取
• 3.3 单入口与双入口旋流器数值模拟对比
• 3.3.1 油相浓度对比
• 3.3.2 速度对比
• 3.3.3 压力对比
• 3.4 入口截面积大小对分离特性的影响
• 3.4.1 压力降对比
• 3.4.2 速度场对比
• 3.5 渐缩形入口流道旋流器的数值模拟分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 倾斜入口流道旋流器数值模拟
• 4.1 物性参数及初始计算条件
• 4.2 倾斜入口流道旋流器初始模型模拟分析
• 4.2.1 速度分布
• 4.2.2 压力降分布
• 4.2.3 油相浓度分布
• 4.3 倾斜入口流道旋流器结构优化模拟分析方案
• 4.3.1 速度分布规律
• 4.3.2 压力分布规律
• 4.3.3 油相浓度分布规律
• 4.4 本章小结
• 第五章 旋流器室内实验研究
• 5.1 实验方案及具体流程
• 5.1.1 实验具体方案
• 5.1.2 系统的具体流程
• 5.1.3 实验中采取的提高数据可靠性的方法
• 5.2 实验系统简介
• 5.3 实验相关特征参数简介
• 5.3.1 处理量
• 5.3.2 分流比
• 5.3.3 分离效率
• 5.3.4 压力降与压降比
• 5.4 实验数据分析
• 5.4.1 分流比对分离效率的影响
• 5.4.2 入口流量对分离效率的影响
• 5.4.3 压力变化情况分析
• 5.5 实验结果与模拟结果的对比
• 5.5.1 流量对分离效率的影响
• 5.5.2 分流比对分离效率的影响
• 5.5.3 压力损失情况
• 5.6 实验结果探讨及结构改进
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要