基于FLUENT的新型旋流除砂器流場模擬分析及分離性能研究.pdf

1、重慶地區(qū)有著豐富的水資源條件，為江水源熱泵技術(shù)在重慶市的應用提供了得天獨厚的自然資源條件。然而，通過分析長江水質(zhì)發(fā)現(xiàn)，江水含砂量大大超過水源熱泵機組對水質(zhì)含砂量的要求，其它水質(zhì)指標均能滿足機組對水質(zhì)的要求。因此，如果采用重慶段的長江水作為水源熱泵系統(tǒng)冷熱源，首先需要解決江水的含砂量問題。
　　 本研究針對長江重慶段在夏季細砂含量高、不易直接作為水源熱泵水源的問題，應用數(shù)值模擬方法，開發(fā)新型、高效、運行經(jīng)濟的旋流除砂器，以滿足熱泵

2、機組對水質(zhì)水量的要求。
　　 在對旋流除砂器的分離機理進行分析研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了旋流除砂器中液固兩相流的湍流模型。應用數(shù)值模擬方法，研究旋流器中切向速度、軸向速度、徑向速度、靜壓、動壓等參數(shù)的分布特性，利用相間耦合的隨機軌道模型對旋流器內(nèi)的顆粒運動行為進行模擬，通過對顆粒運動軌跡的分析，尋找顆粒相運動行為和流場之間的相互影響關(guān)系。采用數(shù)值實驗，就旋流除砂器中液固兩相流的入口速度、砂粒濃度、砂粒密度、以及柱段直徑、溢流管、入口段

3、和錐體結(jié)構(gòu)對分離性能的影響進行了分析與研究。
　　 通過對數(shù)值實驗結(jié)果的對比分析，設(shè)計了分離效率較高的新結(jié)構(gòu)旋流除砂器，并論證了此新型結(jié)構(gòu)的可實用性。該結(jié)構(gòu)入口段水平內(nèi)側(cè)10°；錐段內(nèi)插入400mm的中心固棒；并在溢流管內(nèi)壁加上六片斜板，斜板長、寬、厚度分別為80mm,7.5mm,1mm，斜板沿著溢流方向垂直向上，沿著壁面傾斜60°。在最佳入口速度為15m/s，砂粒體積分數(shù)為10％的條件下，該新結(jié)構(gòu)對4微米砂粒分離效率可提高到6