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《中国科学院研究生院(工程热物理研究所)》 2003年
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旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究

王海刚  
【摘要】: 旋风分离器内部气-固两相流场是极其复杂的三维强旋转流流动。这给分离器内部的流场数值模拟和实验测量带来了一定的困难。针对分离器内部的这种复杂气-固两相湍流运动,本文采用了标准k-ε模型、RNG k-ε模型和雷诺应力模型(SSG),利用贴体网格技术,模拟计算了分离器内部流动,并将计算结果与实验数据进行分析、比较。分离器内的固体颗粒运动采用涉及湍流扩散影响的随机轨道模型和确定轨道模型,同时在湍流模型中加入了颗粒影响的源项,在流场计算的基础上,模拟了不同直径的颗粒在分离器内的运动规律及颗粒分离效率,并同理论和实验得到的数据进行了比较。 为了验证以上固体颗粒运动模型及修正的湍流模型,文中给出了颗粒在水平管道和U形撞击式分离器中的运动,比较了不同颗粒轨迹模型的特点及运动行为对流体湍流强度的影响。 实验测量上,本文采用电容层析成象技术测量了旋风分离器内部颗粒的浓度分布,分析了颗粒在分离器锥体部分的浓度分布规律、概率及频谱特性。在二维成象基础上,完成了电容三维成象算法,并将其程序化,用于在线显示三维图像。比较了实验测量得到的三维颗粒浓度分布与计算得到的浓度分布。 本文同时将电容层成象和相关技术结合,采用双层电容传感器测量了旋风分离器料腿中固体颗粒的断面浓度分布,同时得到了固体颗粒沿轴向和周向的二维速度。将速度测量结果和浓度结果结合得到了料腿中固体流量,并同等重计量法结果加以比较。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH47

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【引证文献】
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1 钱付平;不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究[D];东南大学;2006年
2 董向元;电容成像技术在热物理量测量中的应用研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
3 闫润生;CFD和电容层析成像技术及其在下行床的应用[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 成立;刘超;周济人;金燕;;泵站开敞式进水池三维流动数值模拟研究[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
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9 李文涛;高海燕;;两相流相关测速系统的Matlab仿真[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
10 宋黎;柯佳雄;刘峰;;室内化学恐怖危害的数值模拟[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
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1 谢代梁;电容层析成像技术在两相流参数检测中的应用研究[D];浙江大学;2005年
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6 梁书秀;潮汐水域中污染物输移扩散的数值模拟研究[D];大连理工大学;2000年
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10 高殿荣;液压技术中复杂流道流场的数值模拟与可视化研究[D];燕山大学;2001年
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1 丹宇;丁胞流道内流动传热的数值模拟研究[D];重庆大学;2004年
2 陈保卫;鼓泡塔内液相流体流动和返混现象的CFD模拟[D];天津大学;2004年
3 刘小宙;压缩机油气旋风分离器的研究[D];南京理工大学;2005年
4 李荣辉;基于PIV技术的射流浓度场扩散试验研究[D];河海大学;2005年
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7 项先忠;旋风流场大涡模拟及粉尘运动行为[D];青岛科技大学;2006年
8 庄允朋;焦油深度净化装置的研究[D];山东大学;2006年
9 朱鹰;预热器旋风筒气固两相流场的模拟研究[D];武汉理工大学;2007年
10 龙小武;液压锥阀流场的数值预报及结构优化[D];燕山大学;2000年
【同被引文献】
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3 吕俊复;于龙;岳光溪;杨海瑞;张建胜;张缦;杨仲明;;循环流化床锅炉水冷壁的热流密度分布[J];动力工程;2007年03期
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7 蒋泰毅;气固两相流速度及质量流量的静电测量法研究[D];华中科技大学;2005年
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9 任永强;循环流化床气固两相流动力特性的三维数值模拟[D];华北电力大学;2000年
10 陈云;旋流燃烧器内气固两相流动数值试验的研究[D];浙江大学;2002年
【二级引证文献】
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1 闫润生;CFD和电容层析成像技术及其在下行床的应用[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
2 宋福元;涡流板结构特性研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 张小玉;碳纤维智能层的特性及其场域监测[D];武汉理工大学;2007年
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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4 孙长海;郭超;郝相民;曲豫;王来;马海涛;;炼油厂催化裂化装置第二再生器旋风分离器断裂分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
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6 李昌剑;陈雪莉;;径向入口旋风分离器涡核及轴向速度轮廓研究[A];上海市化学化工学会2011年度学术年会论文集[C];2011年
7 沈恒根;刁永发;许晋源;党义荣;张玮;叶龙;;多进口旋风分离器性能的试验研究[A];全国暖通空调制冷1998年学术文集[C];1998年
8 高翠芝;孙国刚;董瑞倩;付双成;;旋风分离器涡核尾端的液体示踪实验研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
9 盖国胜;王京刚;郑恒生;徐茂连;;复合旋风分离器的工业放大研究(摘要)[A];第四届全国颗粒制备与处理学术会议论文集[C];1995年
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2 吴宏富;惰性气体保护及在线检测超细粉碎系统获发明专利[N];经理日报;2009年
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4 本报记者 马威 通讯员 李玲;一切为了“福气”进京[N];石油管道报;2011年
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6 刘广文;氧化铁红的干燥方法[N];中国化工报;2003年
7 张家驹;环保型锅炉走俏河北电厂[N];中国工业报;2003年
8 窦青荣;未来燃烧技术的发展方向[N];中国建材报;2009年
9 本报记者 彭展;“将原油吃干榨尽是我最大梦想”[N];中国石化报;2010年
10 刘军青 张海光;环保型锅炉俏走河北[N];华北电力报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海刚;旋风分离器中气—固两相流数值计算与实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2003年
2 崔洁;分级式合成气初步净化系统中旋风分离器的分离机理与结构特性研究[D];华东理工大学;2011年
3 吴学智;入口高浓度条件下的旋风分离器对比研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
4 栾一刚;轴流旋风分离器数值模拟与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
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6 朱治平;加压循环流化床的实验与模型研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
7 陈继辉;大型CFB锅炉气固流动若干关键性技术研究[D];重庆大学;2008年
8 钱付平;不同排尘结构及操作条件旋风分离器分离特性的研究[D];东南大学;2006年
9 李戈;超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究[D];浙江大学;2003年
10 孙猛;稀疏气固两相流经旋流浓集的电容层析成像测量[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2008年
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1 敖龙;螺旋型旋风分离器的减阻研究[D];浙江大学;2010年
2 李强;循环流化床锅炉旋风分离器气固两相流动特性及性能研究[D];上海交通大学;2010年
3 贲伟;旋风分离器气相流场数值分析与冲蚀磨损研究[D];大庆石油学院;2010年
4 戚贵强;多效旋风分离器的性能研究[D];青岛科技大学;2010年
5 徐天猛;旋风分离器性能优化的研究[D];华东理工大学;2011年
6 李维栋;旋风分离器的结构分析及疲劳寿命研究[D];中国石油大学;2011年
7 于鸿斌;用于催化裂化三旋的切流式旋风分离器的分离性能研究[D];中国石油大学;2011年
8 廖磊;六个旋风分离器并联布置循环流化床的实验研究和数值模拟[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
9 黄星玮;不同入口截面角旋风分离器分离特性的研究[D];安徽工业大学;2009年
10 谷吨;旋风分离器内流场及性能参数影响研究[D];东北大学;2008年
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