颗粒流体两相流模型研究进展 被引量：55

1

作者 王维 李佑楚 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 2000年第2期208-217,共10页

本文介绍了颗粒流体两相流动的特征及其模拟方法 ,重点论述了拟流体模型的研究现状及发展 ,并对两相流动模拟中的各种方法进行了展望。

关键词 两相流 拟流体模型 拟颗粒模型 颗粒流体

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固体火箭发动机喷管气固两相流动的数值模拟 被引量：25

2

作者 于勇 刘淑艳 +1 位作者 张世军 张夏 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期931-937,共7页

对颗粒相采用颗粒轨道模型,气相求解可压缩N-S方程组,计算方法采用显式Runge-Kutta时间推进法与有总变差衰减(TVD)性质的高精度MUSCL-Roe格式;自主开发了曲线坐标系下二维轴对称可压缩N-S方程组的解算器Solve2D,研究了固体火箭发动机喷... 对颗粒相采用颗粒轨道模型,气相求解可压缩N-S方程组,计算方法采用显式Runge-Kutta时间推进法与有总变差衰减(TVD)性质的高精度MUSCL-Roe格式;自主开发了曲线坐标系下二维轴对称可压缩N-S方程组的解算器Solve2D,研究了固体火箭发动机喷管中颗粒相对流场的影响以及不同尺寸颗粒运动规律.结果表明:颗粒相对流场的影响主要表现在喷管喉部以及扩张段,和单相流场相比,沿轴线马赫数减小,且颗粒尺寸越小减少得越多;沿轴线气相温度升高,且颗粒尺寸越小温度升高越多;颗粒尺寸越小,无粒子区越小;颗粒越大与收缩段壁面碰撞越剧烈,无粒子区越大. 展开更多

关键词 火箭发动机 喷管 两相流 数值模拟 颗粒轨道模型

原文传递

气固两相流中颗粒轨道运动方程的一组分析解 被引量：10

3

作者 张健 周力行 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 2000年第3期226-229,共4页

在气固两相流场的单元体内建立了描述颗粒沿轨道运动的控制方程。针对不同 Reynolds数范围内的气体-颗粒阻力系数表达式 ,导出了颗粒运动方程的一组分析解。在采用颗粒轨道或随机轨道模型时 ,它们可用于计算流场网格单元控制体或湍流随... 在气固两相流场的单元体内建立了描述颗粒沿轨道运动的控制方程。针对不同 Reynolds数范围内的气体-颗粒阻力系数表达式 ,导出了颗粒运动方程的一组分析解。在采用颗粒轨道或随机轨道模型时 ,它们可用于计算流场网格单元控制体或湍流随机涡团内颗粒运动的速度和轨迹。 展开更多

关键词 气固两相流 颗粒轨道模型 颗粒运动方程

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随机颗粒轨道模型在长尾喷管发动机流场计算中的应用 被引量：9

4

作者 张志峰 刘洋 蔡体敏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期376-380,共5页

应用随机轨道模型对长尾喷管发动机长尾段内的轴对称两相流动进行了数值模拟,并对确定轨道和随机轨道获得的计算结果进行了对比分析,研究了10、30、50、80、100μm不同直径颗粒及3种不同颗粒直径分布下颗粒的运动轨迹和颗粒在壁面聚集... 应用随机轨道模型对长尾喷管发动机长尾段内的轴对称两相流动进行了数值模拟,并对确定轨道和随机轨道获得的计算结果进行了对比分析,研究了10、30、50、80、100μm不同直径颗粒及3种不同颗粒直径分布下颗粒的运动轨迹和颗粒在壁面聚集浓度的区别。研究表明,随着颗粒直径的增加,颗粒的随流性变差,惯性增强,湍流脉动对颗粒的作用减小,不同颗粒轨道模型获得的计算结果区别明显,尤其是喷管扩张段的差异;随机轨道相对于确定轨道获得的结果,流场中几乎不存在无颗粒区域;不同颗粒直径的分布形式对计算结果影响也较明显;颗粒和壁面碰撞的形式主要为小直径颗粒主要受湍流脉动的作用,大直径颗粒主要是由于惯性的作用。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 长尾喷管 轨道模型 两相流

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随机轨道模型在喷管两相流计算中的应用 被引量：6

5

作者 刘静 徐旭 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期333-336,353,共5页

应用随机轨道模型对喷管内气-固两相流动进行了数值模拟,结合实验测量结果对使用随机轨道模型和确定轨道模型两种方法的计算结果进行了对比分析,研究了不同固相参数(固相质量比和粒子平均直径)下的固体火箭发动机喷管性能。研究发现,随... 应用随机轨道模型对喷管内气-固两相流动进行了数值模拟,结合实验测量结果对使用随机轨道模型和确定轨道模型两种方法的计算结果进行了对比分析,研究了不同固相参数(固相质量比和粒子平均直径)下的固体火箭发动机喷管性能。研究发现,随机轨道模型对实际流动现象的模拟优于确定轨道模型,随着固相质量比和粒子平均直径的增加,喷管两相流损失增加,冲量系数下降。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 随机轨道模型 两相流 数值模拟

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固体火箭发动机工作末期的内流场数值计算 被引量：4

6

作者 张俊 高天宇 +1 位作者 高璞清 王刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期58-62,共5页

针对固体火箭发动机(SRM)绝热结构设计中的气固两相内流场数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用SSTk-ω湍流模型和颗粒轨道模型(PTM),并用PSIC方法进行气固耦合计算,仿真研究了某型SRM工作末期复合过载条件下的三维两相内流场特性... 针对固体火箭发动机(SRM)绝热结构设计中的气固两相内流场数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用SSTk-ω湍流模型和颗粒轨道模型(PTM),并用PSIC方法进行气固耦合计算,仿真研究了某型SRM工作末期复合过载条件下的三维两相内流场特性。揭示了两个典型工况下的SRM内部压强和温度场、燃气和粒子速度场、粒子沉积分布及其运动规律,重点分析了SRM不同部位的颗粒沉积浓度变化。结果表明:在复合过载条件下,颗粒沿横向过载的反方向偏移,滞后效应明显,容易撞击喷管收敛段;两种工况下的SRM内部压强、温度及速度场分布规律相近;最高粒子沉积浓度产生于SRM后封头的绝热层内壁,并形成粒子聚集流及其两侧尺度较大的低速旋涡流动现象;随着推进剂的燃面不断推移,在贴近绝热层壁面处的平均粒子沉积浓度呈升高趋势。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 飞行过载 颗粒轨道模型 两相流 燃气射流

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固体火箭发动机长尾喷管三维两相流动数值模拟 被引量：4

7

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 张志峰 王建辉 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期133-136,共4页

运用颗粒轨道模型对固体火箭发动机长尾喷管内流场两相流进行了数值模拟,通过与纯气相流场的对比研究了粒子相对喷管流场的影响规律,分析了1～100μm不同直径颗粒的运动特性及分布特征。结果表明,颗粒相的加入对长尾喷管内流场带来很大... 运用颗粒轨道模型对固体火箭发动机长尾喷管内流场两相流进行了数值模拟,通过与纯气相流场的对比研究了粒子相对喷管流场的影响规律,分析了1～100μm不同直径颗粒的运动特性及分布特征。结果表明,颗粒相的加入对长尾喷管内流场带来很大影响,颗粒相的运动轨迹与颗粒直径密切相关,颗粒分布和颗粒沉积特性与颗粒运动轨迹具有内在联系,为两相流条件下长尾喷管的热防护试验研究提供了一定依据。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 长尾喷管 两相流 颗粒轨道模型 数值模拟

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气固喷射器收缩型喷嘴的仿真模拟及实验 被引量：4

8

作者 张海峰 余柄辰 田世伟 《煤炭技术》 CAS 2018年第1期245-247,共3页

为寻找影响气固喷射器喷射性能优劣的因素,基于颗粒轨迹模型对气固喷射器进行数值模拟,利用喷射器内部喷出颗粒数量、剩余颗粒数量以及颗粒运动轨迹对喷射性能进行分析,研究发现气固喷射器中收缩型喷嘴入口直径对喷射性能有一定影响。... 为寻找影响气固喷射器喷射性能优劣的因素,基于颗粒轨迹模型对气固喷射器进行数值模拟,利用喷射器内部喷出颗粒数量、剩余颗粒数量以及颗粒运动轨迹对喷射性能进行分析,研究发现气固喷射器中收缩型喷嘴入口直径对喷射性能有一定影响。在仿真分析的基础上进行喷射实验,实验结果表明:当喷嘴入口直径处于20 mm时喷射效果最好,物料的平均喷射量达到3.37 m3/h,且喷射条件较稳定,基本符合气固喷射器生产能力的要求。 展开更多

关键词 气力输送 气固喷射器 颗粒轨迹模型 喷嘴

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柔性喷管SRM三维两相内流场数值模拟 被引量：3

9

作者 张俊 田中旭 +3 位作者 许哲 宋秋红 高天宇 王刚 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期76-80,85,共6页

针对柔性喷管固体火箭发动机的复杂多相流数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用k-ωSST湍流模型和颗粒轨道模型,建立了气固两相三维内流场计算模型。分析了发动机内部压强和温度场、燃气和粒子速度场、固相粒子沉积浓度和颗粒运动... 针对柔性喷管固体火箭发动机的复杂多相流数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用k-ωSST湍流模型和颗粒轨道模型,建立了气固两相三维内流场计算模型。分析了发动机内部压强和温度场、燃气和粒子速度场、固相粒子沉积浓度和颗粒运动轨迹;重点分析了喷管无摆动和摆动5°状态下的发动机内流场变化特性。研究表明:2种工况下的燃烧室平均压强、温度场及喷管出口速度变化幅度较小,但对喷管柔性连接缝内的流场速度影响较大,固相粒子最大沉积率产生于发动机后封头的绝热层内壁;喷管无摆动时,柔性连接缝内的粒子沉积率较低,随着喷管摆动幅度增加,粒子沉积浓度大幅度升高。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 柔性喷管 点火过程 颗粒轨道模型 两相流

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固体火箭发动机射流推力矢量喷管气固两相流数值模拟 被引量：2

10

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 张志峰 文科 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期133-136,140,共5页

用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩扩张(2DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～40μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究... 用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩扩张(2DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～40μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。研究表明,颗粒相的加入和颗粒直径的变化对矢量喷管的内流场和推力性能都有较大影响。在进行射流推力矢量喷管的设计和性能计算时一定要考虑颗粒相的影响。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 射流推力矢量喷管 两相流 颗粒轨道模型 数值模拟

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火箭发动机气固两相燃气射流及发射箱侵蚀数值模拟 被引量：1

11

作者 蓝仁恩 谭浩 张志勇 《战术导弹技术》 北大核心 2017年第5期84-91,共8页

颗粒相求解采用颗粒轨道模型,气相求解采用可压缩N-S方程组,侵蚀求解采用E/CRC模型,研究了火箭发动机燃气射流中颗粒相对流场的影响,以及对发射箱的颗粒侵蚀损伤作用。仿真结果表明:颗粒相对流场的影响从一开始就显现出来;和单相流场相... 颗粒相求解采用颗粒轨道模型,气相求解采用可压缩N-S方程组,侵蚀求解采用E/CRC模型,研究了火箭发动机燃气射流中颗粒相对流场的影响,以及对发射箱的颗粒侵蚀损伤作用。仿真结果表明:颗粒相对流场的影响从一开始就显现出来;和单相流场相比,速度沿轴向方向减小,且颗粒尺寸越大减少越多;颗粒对发射箱喷口附近区域和尾部区域的侵蚀最为恶劣。 展开更多

关键词 发射箱 火箭发动机 两相流 颗粒轨道模型 侵蚀损伤

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气固两相流模型在流场分析中的研究进展 被引量：20

12

作者 孙晨 陈凌珊 汤晨旭 《上海工程技术大学学报》 CAS 2011年第1期49-53,共5页

介绍了气固两相流的基本方程、理论模型和研究方法,论述了常用3类模型在流场模拟中的研究进展及应用状况.研究表明,气固两相流模型在工程实践中具有重大的应用价值,并对其研究趋势作出了展望.

关键词 气固两相流 连续介质 颗粒轨道模型 拟流体 数值模拟

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突扩圆管内液固两相流冲刷腐蚀过程的数值模拟 被引量：15

13

作者 张政 程学文 +2 位作者 郑玉贵 柯伟 姚治铭 《腐蚀科学与防护技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期89-95,共7页

对突扩圆管中液固两相流冲刷腐蚀过程进行了数值模拟研究 .冲刷腐蚀过程的综合模型可以分解为液固两相流动模型、冲刷模型和腐蚀模型 .在欧拉坐标系下求解流体相的雷诺时均守恒方程组来模拟流体流场 ,通过拉格朗日坐标系下的随机轨道模... 对突扩圆管中液固两相流冲刷腐蚀过程进行了数值模拟研究 .冲刷腐蚀过程的综合模型可以分解为液固两相流动模型、冲刷模型和腐蚀模型 .在欧拉坐标系下求解流体相的雷诺时均守恒方程组来模拟流体流场 ,通过拉格朗日坐标系下的随机轨道模型获得固体颗粒相的运动 ,并考虑了流体相与固体颗粒相之间的双向耦合作用 .数据验证结果表明构建的综合模型基本上是正确可行的 . 展开更多

关键词 冲刷腐蚀 液固两相流 数值模拟 随机轨道模型 双向耦合

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旋转圆盘上液固两相流冲刷磨损数值模拟研究 被引量：10

14

作者 徐姚 张政 +3 位作者 程学文 郑玉贵 柯伟 姚治铭 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2002年第3期12-16,共5页

对旋转圆盘内液固两相流冲刷腐损过程进行了数值模拟研究。数值模拟研究采用欧拉-拉格朗日方法来模拟液固两相流动,即通过在欧拉坐标系下求解流体相的雷诺时均方程组来模拟流体流场,通过拉格朗日坐标系下的随机轨道模型来获得固体颗粒... 对旋转圆盘内液固两相流冲刷腐损过程进行了数值模拟研究。数值模拟研究采用欧拉-拉格朗日方法来模拟液固两相流动,即通过在欧拉坐标系下求解流体相的雷诺时均方程组来模拟流体流场,通过拉格朗日坐标系下的随机轨道模型来获得固体颗粒相的运动轨迹。将最终数值模拟结果和实验测量数据进行了比较,结果表明文中构建的综合模型基本上是正确和可行的。 展开更多

关键词 冲刷磨损 液固两相流动 随机轨道模型 旋转圆盘仪 水轮机 泥砂

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强化悬浮式分解炉内气固两相流场的数值模拟 被引量：13

15

作者 陈作炳 卢海波 +3 位作者 彭建新 豆海建 施连章 黄继全 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期50-54,共5页

以强化悬浮式分解炉(reinforcedsuspensionprecalciner,RSP)为研究对象,对气相采用重整化群(renormalizationgroup,RNG)kε双方程模型,对颗粒相采用随机颗粒轨道模型。考虑气固两相之间的耦合作用,采用二阶迎风差分和SIMPLE算法,对分解... 以强化悬浮式分解炉(reinforcedsuspensionprecalciner,RSP)为研究对象,对气相采用重整化群(renormalizationgroup,RNG)kε双方程模型,对颗粒相采用随机颗粒轨道模型。考虑气固两相之间的耦合作用,采用二阶迎风差分和SIMPLE算法,对分解炉内的气固两相三维流场进行数值模拟,得到分解炉内的流场分布和颗粒运动轨迹,为分析分解炉内气固两相的运动规律提供有利信息。 展开更多

关键词 强化悬浮式分解炉 气固两相流 重整化群k-ε模型 随机颗粒轨道模型 数值模拟

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撞击流反应器内气固两相流动的数值模拟 被引量：6

16

作者 徐永通 唐惠庆 +3 位作者 叶树峰 蔡漳平 谢裕生 陈运法 《计算机与应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1511-1515,共5页

采用标准k-ε湍流模型和颗粒轨道模型模拟了水平撞击流反应器内的气相流场和颗粒运动,实验采用压力计和PV4A光纤速度测量仪测量了整体压力损失和颗粒沿喷嘴轴线的速度变化,模拟得到的规律和实验结果基本吻合。通过模拟还得到了单侧颗粒... 采用标准k-ε湍流模型和颗粒轨道模型模拟了水平撞击流反应器内的气相流场和颗粒运动,实验采用压力计和PV4A光纤速度测量仪测量了整体压力损失和颗粒沿喷嘴轴线的速度变化,模拟得到的规律和实验结果基本吻合。通过模拟还得到了单侧颗粒进料时的颗粒运动特征、颗粒的最大渗透深度和平均飞行时间等信息。结果表明,撞击区域集中在2～3倍喷嘴直径范围之内,气流场的速度和压力呈对称分布,颗粒进入反向气流后速度急剧衰减,最大渗透深度约为喷嘴直径的2倍,颗粒的平均飞行时间在0.7 s～1.8 s之间。随着喷嘴气流速度的增加,颗粒物料更容易被气流带走。 展开更多

关键词 撞击流反应器 气固两相流 颗粒轨道模型 数值模拟

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流固两相流的稀疏离散相模型研究进展 被引量：7

17

作者 陈彬 颜欢 +1 位作者 刘阁 韩超 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3400-3412,共13页

流固两相流中稀疏离散相广泛存在于化工、储运、分离等工程实际应用中,其复杂的湍流运动规律的描述是目前两相流研究的热点和难点之一。对流固两相流中稀疏离散相模型的发展历程进行了综述和分析,从离散相轨道模型的理论依据、建模过程... 流固两相流中稀疏离散相广泛存在于化工、储运、分离等工程实际应用中,其复杂的湍流运动规律的描述是目前两相流研究的热点和难点之一。对流固两相流中稀疏离散相模型的发展历程进行了综述和分析,从离散相轨道模型的理论依据、建模过程、数值模拟方法以及应用情况等几个方面详细地分析了离散相既定轨道模型、随机轨道模型、改进随机轨道模型等模型,并针对离散相和连续相间的相互耦合关系进行了阐述,进而对相应的模型进行了评价;并指出离散相轨道模型目前存在的问题和今后发展的方向,对连续相脉动速度进行随机处理提出基于随机Fourier级数描述离散相合力的改进随机轨道模型,从而较好地描述离散相的运动规律,同时结合考虑两相耦合的方法建立两相流的全耦合振动动力学模型,可全面、系统地描述流固两相流中稀疏离散相的运动特征,为流固两相流中稀疏离散相模型的深入发展提供前期基础。 展开更多

关键词 流固两相流 离散相模型 随机轨道模型 稀疏离散相 两相耦合

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一种新型气固分离器内两相流动的数值模拟 被引量：4

18

作者 周婵 卢春喜 严超宇 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期375-380,共6页

采用数值模拟的方法对带有切向开缝中心管式气固分离器的气固两相流进行了研究。计算中对气相采用了雷诺应力模型,对颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。结果表明:气相流场总体特征为拱形空间内气流以切向速度为主绕排气管做... 采用数值模拟的方法对带有切向开缝中心管式气固分离器的气固两相流进行了研究。计算中对气相采用了雷诺应力模型,对颗粒相采用了Lagrange坐标系下的随机轨道模型。结果表明:气相流场总体特征为拱形空间内气流以切向速度为主绕排气管做旋转运动,切向气速随径向位置的增加而减小。大部分气体通过开缝进入中心排气管而从中心管排出,少部分气体由排气管下方空间返回入口区。颗粒相的引入对气相流场有显著的影响,分离器拱形空间内同一径向位置的气体切向速度明显降低。颗粒由于自身惯性向边壁运动的趋势改变了气相流场分布,使气体更易向中心管内运动,从而达到较高的分离效率。计算得到的分离效率与实测值吻合较好,证明了数学模型的合理性,为进一步优化分离器结构提供了可靠依据。 展开更多

关键词 气固分离器 流场 数值模拟 雷诺应力模型 随机轨迹模型

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超微粉碎过程中气/固两相流场的数值模拟 被引量：4

19

作者 王晓峰 王印泽 张裕中 《现代制造工程》 CSCD 2008年第8期71-76,共6页

为认知超微粉碎机粉碎腔内的流场结构和流动状态,采用离散相模型对粉碎机粉碎腔内的气/固两相三维定常流场进行了数值模拟。气相采用重整化群k-ε双方程模型,颗粒相采用随机颗粒轨道模型,同时综合考虑了颗粒受力和湍流扩散对流场状态的... 为认知超微粉碎机粉碎腔内的流场结构和流动状态,采用离散相模型对粉碎机粉碎腔内的气/固两相三维定常流场进行了数值模拟。气相采用重整化群k-ε双方程模型,颗粒相采用随机颗粒轨道模型,同时综合考虑了颗粒受力和湍流扩散对流场状态的影响。模拟结果直观显示了粉碎腔内的速度、总压和流线等特征,研究结果对进行超微粉碎设备关键结构优化设计提供了一定的理论指导。 展开更多

关键词 超微粉碎 气/固两相流 颗粒轨道模型 数值模拟

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方形旋风分离器数值模拟研究 被引量：3

20

作者 相国林 马良 +1 位作者 吴祖明 王黎望 《流体机械》 CSCD 北大核心 2020年第7期27-32,共6页

针对圆形旋风分离器空间利用率不高,安装后密封性能低等问题,提出一种柱锥式方形旋风分离器,并通过数值模拟对其流动特性、分离性能的影响机理进行研究.采用雷诺应力模型(RSM)和随机轨道模型(DPM),重点分析了该结构方形旋风分离器不同... 针对圆形旋风分离器空间利用率不高,安装后密封性能低等问题,提出一种柱锥式方形旋风分离器,并通过数值模拟对其流动特性、分离性能的影响机理进行研究.采用雷诺应力模型(RSM)和随机轨道模型(DPM),重点分析了该结构方形旋风分离器不同流量下流场压力分布和速度分布,及颗粒入射位置对颗粒运动轨迹的影响.结果表明:该结构旋风分离器流场特征与圆形旋风分离器近似,存在对分离性能有较大影响的二次流.在分离效果损失不大的情况下,在空间利用和安装排布上有明显优势. 展开更多

关键词 方形旋风分离器 气固两相流 数值模拟 随机轨道模型

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