TASK

 

l  計算旋流器中氣液固三相的分布，得出顆粒分級曲線，為改進旋流器構造提供依據；

l  計算旋轉流化床中的炭顆粒分布，傳熱性質。

 

SOLUTION

 

主要技術挑戰

l  內流場為高速旋轉流，計算工作量大，流場的速度分布不難以精確展現。

l  既要考慮到主流場的液體流動，還要模擬出旋流器中心形成的空氣柱現象，準確捕捉氣液交界面。

l  需要考慮顆粒的噴射參數對顆粒運動的影響，考慮顆粒-顆粒之間的相互作用。

 

解決方案

l  用ANSYS Fluent高級的湍流模型——大渦模擬的方法模擬旋轉流場

l  用VOF的方法模擬出旋流器高速運轉時旋流器中的空氣柱、用modified HRIC高精度分界面模型捕捉氣液分解面

l  用DPM方法模擬固體顆粒的運動，并且用DPM UDF自定義顆粒-顆粒間的相互作用

l  用歐拉-歐拉模型模擬旋轉床中的顆粒分布

 

結論

得到不同操作條件下旋流器中的高速旋轉流場，很好吻合實驗數據

得到旋流器運轉中空氣柱的分布

通過統計顆粒排除情況，獲得顆粒分級曲線

 

Customer Benefit

 

基于操作狀態的分析結果，優化最佳的旋流器、旋轉流化床設計參數，使得運轉中的能耗降低；同時，為設計不同用途，如分離細微顆粒、得到最佳階段率、高效液液分離等的新型旋流器提供技術支撐。

 

旋流器中顆粒瞬態分布

 

旋轉流化床設備網格

 

旋轉流化床不同截面位置煤炭顆粒分布情況