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一种新型气固分离器内两相流动的数值模拟周婵;卢春喜;严超宇【期刊名称】《高校化学工程学报》【年(卷),期】2009(023)003【摘要】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.【总页数】6页(P375-380)【作者】周婵;卢春喜;严超宇【作者单位】中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京,102249;中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京,102249;中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京,102249【正文语种】中文【中图分类】TQ028.24;TQ018【相关文献】1.氧煤燃烧器内湍流气固两相流动数值模拟 [J], 高利娟;李家新;李朝祥;王平2.某型航空发动机油气分离器内两相流动数值模拟 [J], 贾春强;徐让书;马前容3.带内锥的扩散式分离器内两相流动的数值模拟 [J], 李浩;刁永发4.一种新型气固分离器内气相流场的数值模拟 [J], 严超宇;卢春喜;刘显成;时铭显5.扩散式气固分离器内两相流动数值模拟 [J], 谭晓军;陈丽华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
![一种气液两相流模拟装置[实用新型专利]](https://uimg.taocdn.com/332c86c8dd36a32d72758178.webp)
专利名称：一种气液两相流模拟装置专利类型：实用新型专利
发明人：吴川,韩磊,杨文剑,刘恒伟申请号：CN201620775237.1
申请日：20160721
公开号：CN205879911U
公开日：
20170111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种气液两相流模拟装置，至少包括：气体输出设备、液体输出设备、第一管道、第二管道、第一阀门、第二阀门、井筒、套管及监测元件；气体输出设备的气体输出端通过第一管道与井筒的气体输入端连通；第一阀门设置在第一管道上；液体输出设备的液体输出端通过第二管道与井筒的液体输入端连通；第二阀门设置在第二管道上；套管设置在井筒内；监测元件设置在套筒上。
本实用新型由气体输出设备输出的气体通过第一管道进入井筒，由液体输出设备输出的液体通过第二管道进入井筒，并通过第一阀门和第二阀门分别对通入的气体和液体的流量和压力进行控制，再通过监测元件对井筒内的两相流进行监测，从而实现了对气液两相流的模拟。
申请人：中国地质大学(武汉)
地址：430070 湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号
国籍：CN
代理机构：北京华沛德权律师事务所
代理人：房德权
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第48 卷第 6 期V〇1.48N〇.6 2018 年6 月Electric Welding Machine Jun. 2018本文参考文献引用格式:孔维宾，蒋应田，梁平.基于Mixture模型的乙醇汽油割嘴气液两相流模拟[J].电焊机，2018,48(06): 118-122.靄于_鼸乙__顬喔气鱺麗纏流靈拟孔维宾，蒋应田，梁平(辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001)摘要:通过Mixture模型对专用割嘴的内部进行速度场和压力场数值模拟，分析割嘴内部流场的气液两相 流流动状态，以及速度和压力在各部位的变化情况，研究不同压力下的氧气流对乙醇汽油燃料的速度变化 以及在一定压力下的氧气流对不同速度的乙醇汽油雾化的影响情况。
分析流体外部两侧的静压强的欠膨 胀，认为欠膨胀射流有利于空气与液体燃料的混合。
模拟结果表明，增加气液混合物的速度差可以提高割 嘴出口处乙醇汽油的雾化程度，有利于充分燃烧。
关键词：火焰切割；气液两相流；Mixture模型；数值模拟中图分类号:TG481 文献标志码:A文章编号：1001-2303(2018)06-0118-05DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2018.06.24B a s e d o n fluent o f e t h a n o l fuel n o z z l e i n t e r n a l f l o w field o f t h e c o l d state s i m u l a t i o nKONG Weibin,JIANG Yingtian,LIANG ping(School of Mechanical Engineering,Liaoning Shihua University,Fushun 113001,China)Abstract：In th is paper,the velocity field an d p ressu re field n u m erical sim u latio n of th e special cu ttin g n o zzle are carried o u t b y M ix tu re m odel,the flo w sta te of gas-liquid tw o p h ase flo w in cu ttin g n o zzle is analyzed,and th e ch an ge of velocity an d p ressu re a t d ifferen t p o sitio n s a re an alyzed.T o stu d y th e effect of oxygen flo w at d ifferen t p ressu res o n th e sp eed ch an ge of eth an o l fuel an d th e effect of o xygen flo w u n d er certain p ressu re o n th e a to m iza tio n of eth a n o l gasolin e at d ifferen t speeds.B y an alyzin g th e u n d erexp an sio n of static p ressu re o n b o th sid es of th e fluid,it is con cluded th a t th e un der-expan sion jet is con du cive to th e m ixin g of air an d liqu id fuel. T h e sim u latio n resu lts sh o w th a t in creasin g th e sp eed d ifferen ce of gas-liquid m ix tu re can im p ro v e th e a to m iza tio n d egree of eth an ol- gasolin e a t th e o u tlet of th e n ozzle,w h ich is ben eficial to th e full co m b u stio n.Key words：flam e cutting;gas-liquid tw o p h ase flow;M ix tu re m odel;n u m erical sim u la tio n0 刖目火焰切割一直利用以乙炔为代表的气体燃料 作为能源载体。
气固两相流模型在流场分析中的研究进展
孙晨;陈凌珊;汤晨旭
【期刊名称】《上海工程技术大学学报》
【年(卷),期】2011(025)001
【摘要】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.
【总页数】5页(P49-53)
【作者】孙晨;陈凌珊;汤晨旭
【作者单位】上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620;上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620;上海工程技术大学汽车工程学院,上海201620
【正文语种】中文
【中图分类】TK121
【相关文献】
1.基于双欧拉模型的流化床气固两相流场数值模拟 [J], 朱博;王强;郭慧军;张潇玲;杜明俊
2.煤粉粒径分布在气固两相流场中的测试技术研究 [J], 姚恩涛;周克印
3.稠密气固两相流的流场实验显示和粒化温度模型 [J], 范宝春;姜孝海;李洁
4.沉降室升降阀板的气固两相流场数值分析 [J], 徐建华;杨立山;陈亮;陈辉;丁桐桐
5.气固两相流场的湍流颗粒浓度理论模型 [J], 顾璠;许晋源
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基于CFD模拟的喷粉塔内气固两相流行为分析喷粉塔是一种用于固体颗粒物的喷涂、喷粉等工艺的设备。
在塔内，固体颗粒物与气体同时存在并发生相互作用，形成气固两相流。
为了更好地理解和优化喷粉塔的工艺条件，研究人员常常使用计算流体力学（CFD）模拟来分析塔内气固两相流行为。
CFD模拟是一种基于数学模型和计算方法的流体力学分析工具，通过离散化和数值计算等技术手段，可以模拟流体和固体在空间和时间上的运动和相互作用。
在喷粉塔的研究中，CFD模拟可以帮助研究人员了解塔内气固两相流的分布、速度、浓度等重要参数，从而优化塔内流体的运动和固体颗粒物的沉积。
首先，在进行CFD模拟前，需要建立一个合适的数学模型来描述塔内气固两相流的行为。
常见的模型包括 Euler-Euler 双流模型和 Euler-Lagrange 两流模型。
Euler-Euler 双流模型将气体和固体颗粒物视为两个相互作用的连续流体，通过求解两个连续体的质量守恒、动量守恒和能量守恒方程来模拟流动行为。
Euler-Lagrange 两流模型则将气体视为连续流体，而固体颗粒物视为离散的颗粒，通过追踪颗粒在流场中的轨迹来模拟其运动和沉积过程。
接下来，进行CFD模拟时，需要确定适当的边界条件和初始条件。
边界条件包括入口和出口条件，用于描述流体和颗粒物的初始速度、浓度以及其他相关参数。
初始条件则是指在模拟开始时，流场和颗粒物分布的初始状态。
通过合理选择和设置这些条件，可以更准确地模拟塔内气固两相流的行为。
在模拟过程中，需要选择合适的数值计算方法和离散化技术来求解流体和颗粒物的守恒方程。
常用的方法包括有限体积法、有限元法和拉格朗日法等。
这些方法可以根据具体问题的特点和要求，选择合适的离散化格式和求解算法，提高模拟结果的准确性和计算效率。
进行CFD模拟时，需要考虑塔内气固两相流的复杂性和多物理场的相互作用。
气固两相流的特点包括固体颗粒物的沉积、悬浮、弥散、聚集等过程，以及气体的扩散、对流等传输机制。
基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟翟之平;杨忠义;高博;李健啸【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2013(000)022【摘要】When an impeller blower is in operation, the materials in it are conveyed mainly by means of the paddle throwing and the airflow generated by a high-speed rotating impeller blowing. In order to reveal the influence of airflow in impeller blowers on material conveying, numerical models of the air flow in the impeller blowers using the computational fluid dynamics software Fluent were developed by some scholars at home and abroad. Basic characteristics of the airflow field were obtained, which would be useful for predicting the motion of the materials. However, the studies above mentioned aimed at airflow field only, without considering materials in it, so their conclusions were not accurate. To further study the solid-gas two-phase flow mechanism in an impeller blower, a three-dimensional simulation was performed for the solid-gas two-phase turbulent flow in the impeller blower by using FLUENT software with a mixture model and a standard k-ε turbulence model. In the numerical calculation, the finite volume method was used to discretize the governing equations. The SIMPLEC algorithm was applied for the solution of the discretized governing equations. For the calculated zones composed of rotating impeller and static housing, Moving Reference Frames (MRF)was used to simulate the two-phase flows in complex geometries. Comparisons between the simulated values and the measured values of materials velocity at the discharge vertical pipe by high-speed video in reference paper [4] were made, and the reliability of the numerical simulation was verified. Meanwhile, on the basis of the analysis of the law of materials flow, contrast simulations on variations in working parameters suc h as paddle numbers, impeller’s rotational speed, material-fed speed, and volume fraction of solid phase were carried out. It was concluded that:1) The mixture model was successfully applied to simulate the turbulent particle-gas two-phase flows in an impeller blower, and predict the conveying property of the impeller blower. 2) Impellers with 4 paddles were more favorable for throwing/blowing materials than 3 and 5 paddles, because the materials velocity distribution of the middle plane (Z=0) of the impeller and the discharge pipe with 4-paddle was more even than that of 3-paddle and 5-paddle ones, and fewer vortex flows were generated. Besides, the axial symmetry of 4-paddle impeller blower was better than that of 3-paddle and 5-paddle ones, with a fine balance at a high speed, especially. 3) Distributions of materials velocity in the impeller blower did not change much with the impeller’s rotational speed increasing, but the velocity of throwing/blowing materials changed much with it, and the higher the rotational speed was, the higher the velocity ofthrowing/blowing materials was. 4) An impeller’s rotational speed and volume fraction of solid phase at the inlet being equal, feeding velocity determines the quantity of material fed into the impeller blower, andaffects the distribution of volume fraction of solid phase at the impeller zone; In the limiting feed quantity range, higher feeding velocity means a larger volume fraction of solid phase and a higher velocity ofthrowing/blowing materials at the outlet, and was more favorable for conveying materials. 5) The change of the volume fraction of solid phase at inlet has less influence on the distribution of materials velocity;it only affects the volume fraction of solid phase at the entire zone, and the volume fraction of solid phase at the entire zone increases with the increase of material volume fraction at the inlet.%为了揭示叶片式抛送装置抛送物料时内部气流和物料复杂的流动特性以优化设计和指导运用，应用计算流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法，对抛送装置内气固两相流动进行了数值模拟，并将计算结果与抛送装置内物料运动的高速摄像试验结果进行了比较，物料速度的模拟值和高速摄像实测值基本吻合。
基于Fluent的旋风分离器气固两相流数值模拟郝睿源【期刊名称】《《新技术新工艺》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】5页(P35-39)【关键词】旋风分离器; 气固两相流; 数值模拟【作者】郝睿源【作者单位】西南石油大学机电工程学院四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8旋风分离器内部流场较为复杂，属于典型的三维湍流强旋流场，具有非线性、时变性等特点，而颗粒在旋风分离器内的运动则更为复杂。
若想更好地提高旋风分离器的分离性能，就需要深入研究旋风分离器内气固两相流的流动情况。
主要存在3种研究方法：计算流体力学法、实验法和理论分析法。
早期对旋风分离器的研究基本都是理论分析法，为了能够更简便地了解旋风分离器的气固两相流情况，很多学者[1-2]都提出了各种各样的研究假设，所得出的理论研究结果与实际情况存在着一定的差异；而后又有较多的学者通过实验方法来对旋风分离器的分离机理进行研究，并将理论模型与实验数据进行拟合，进而得出了一系列的经验模型，但这些经验模型无法通用于全部类型的旋风分离器，只能对有限的问题进行解决。
计算流体力学法则是近年来随着计算机技术、数值计算方法发展起来的一种研究方法，目前已经取得了较快的发展。
有鉴于此，本文通过建立正确的CFD数学模型，应用Fluent软件来对旋风分离器内气固两相流进行数值模拟研究。
1 数值模拟1.1 几何模型的建立和网格的划分采用ANSYS DM(design model)建模，为了准确反映旋风分离器内部实际的流场情况，对几何模型未作任何简化，保持其几何尺寸与实验结构尺寸完全一致(见图1)，将排尘口的中心处设置为坐标原点，沿着旋风分离器中心轴线向上的方向为z 轴正方向。
而数值计算的关键步骤在于网格的划分，网格划分也是流场数值模拟的前处理过程，最终计算结果的精度会直接受到网格质量的影响，若网格质量较差，还有可能会导致最终计算结果出现严重的失真现象。
基于Mixture模型的乙醇汽油割嘴气液两相流模拟孔维宾;蒋应田;梁平【摘要】通过Mixture模型对专用割嘴的内部进行速度场和压力场数值模拟,分析割嘴内部流场的气液两相流流动状态,以及速度和压力在各部位的变化情况,研究不同压力下的氧气流对乙醇汽油燃料的速度变化以及在一定压力下的氧气流对不同速度的乙醇汽油雾化的影响情况.分析流体外部两侧的静压强的欠膨胀,认为欠膨胀射流有利于空气与液体燃料的混合.模拟结果表明,增加气液混合物的速度差可以提高割嘴出口处乙醇汽油的雾化程度,有利于充分燃烧.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)006【总页数】5页(P118-122)【关键词】火焰切割;气液两相流;Mixture模型;数值模拟【作者】孔维宾;蒋应田;梁平【作者单位】辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TG4810 前言火焰切割一直利用以乙炔为代表的气体燃料作为能源载体。
乙炔在切割时容易发生安全事故，且生产成本高、切口背面易挂渣、正面易塌边等，因此探索出一种环境友好的清洁燃料代替氧-乙炔火焰切割成为人们共同的目标[1-2]。
乙醇汽油是一种新型清洁燃料，以E10（乙醇含量10%）和E20（乙醇含量20%）汽油醇燃料作为火焰切割燃料的技术应用已有报道。
但是液体燃料的燃烧过程较气体燃料更为复杂，主要是因为液体必须经过一定的雾化才能充分燃烧，雾化效果越好，燃烧越充分。
因此，割嘴的结构是液体燃料雾化的关键。
结构合理的切割割嘴是影响液体燃料作为火焰切割发展的最主要原因[3-4]，也是该技术研究的重点和难点。
由于割嘴内部空间狭小、结构复杂且喷出的气液混合物速度快，难以用实验方法进行测试[5]。
因此，本研究利用CFD模拟软件对结构改进后的丙烷切割割嘴的内部流场进行数值模拟计算和分析讨论，研究割嘴流场主要物理量的分布规律及进行火焰切割的可行性，为今后工程实践应用提供理论参考[6]。
适用于免耕播种的叶片式抛送装置的数值模拟林德志;吴努;陆永光;游兆延;徐弘博;胡志超【摘要】为了揭示全秸秆覆盖地免耕播种机中叶片式抛送装置流场分布情况及出料直管处气流速度的影响因素,应用FLUENT 软件对抛送装置进行了数值模拟,在原模型的基础上,对不同的叶片数、叶片直径、叶片倾角和叶轮转速进行对比模拟. 模拟结果表明:壳体内气流速度沿叶轮径向方向由内向外逐渐升高,圆形壳体出料口处左侧的气流速度较右侧高;4 叶片内部速度矢量及A 截面的气流速度分布较叶片数3 和5 均匀;抛送叶轮转速越高、叶片直径越大,A截面气流速度越高;叶片后倾10°,更有利于秸秆物料抛送.%Impeller blower had been simulated with FLUENT to reveal the distribution of fluid field and the influence fac -tors of air velocity on straight pipe of the impeller blower in the straw mulching no-till planter, and some contrast simula-tions of different blade number, blade diameter, blade tilt angle and rotational speed had been did on the basis of the o-riginal model.The results showed that the air velocity of inner-shell increased along the radial direction of the impeller and the air velocity of the left side was higher than the right side on the circular shell discharging mouth ;The internal ve-locity vector and the air velocity of a section of 4 blades were more uniformity than 3 blades and 5 blades;The air velocity of a section was higher when the rotational speed of the impeller was higher and the blade diameter was larger and it is more conductive to toss straw material when the blade angle was caster angle 10 °.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2016(038)007【总页数】5页(P90-94)【关键词】全秸秆覆盖;免耕播种机;叶片式抛送装置;数值模拟【作者】林德志;吴努;陆永光;游兆延;徐弘博;胡志超【作者单位】农业部南京农业机械化研究所,南京 210014;南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;农业部南京农业机械化研究所,南京 210014;南通大学机械工程学院,江苏南通 226019;农业部南京农业机械化研究所,南京 210014;农业部南京农业机械化研究所,南京 210014;农业部南京农业机械化研究所,南京 210014【正文语种】中文【中图分类】S223.2+6目前，我国面临着重大的空气污染问题，每逢秋末冬初，全国多个省份将会被持续的雾霾天气笼罩着，不仅给人们的生产生活造成了影响而且极大地危害了人们的身体健康。
第29卷第22期农业工程学报 V ol.29 No.22 50 2013年11月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2013基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟翟之平1，杨忠义2，高博1，李健啸1（1. 内蒙古工业大学机械学院，呼和浩特市 010051；2. 内蒙古工业大学教务处，呼和浩特市 010051）摘要：为了揭示叶片式抛送装置抛送物料时内部气流和物料复杂的流动特性以优化设计和指导运用，应用计算流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法，对抛送装置内气固两相流动进行了数值模拟，并将计算结果与抛送装置内物料运动的高速摄像试验结果进行了比较，物料速度的模拟值和高速摄像实测值基本吻合。
在分析了物料运动规律基础上，对其叶片数、进料速度以及物料体积浓度的不同变化作了对比模拟。
研究结果表明：数值模型可预测叶片式抛送装置的输送性能以及最佳喂入量；4叶片较3和5叶片更有利于抛送；进料速度对物料在叶轮区的体积分布规律影响较大，在最佳喂入量范围内，进料速度越大，出口处物料浓度越大，抛离速度也越大，装置输送性能越好；超过此范围时，随进料速度增大，进料口处物料浓度增大而出口处物料浓度减小，装置极易堵塞；进料口物料体积浓度的变化只影响抛送叶轮内以及圆形外壳出口区域的物料体积浓度，而对其物料速度分布规律及速度大小影响不大。
该研究可为叶片式抛送装置工作参数优化提供参考。
关键词：数值模拟，叶片，抛送装置，气固两相流，Mixture模型doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.22.006中图分类号：TH232 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-22-0050-09翟之平，杨忠义，高 博，等. 基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟[J]. 农业工程学报，2013，29(22)：50－58.Zhai Zhiping, Yang Zhongyi, Gao Bo, et al. Simulation of solid-gas two-phase flow in an impeller blower based on Mixture model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(22): 50－58. (in Chinese with English abstract)0 引 言叶片式抛送装置依靠高速旋转叶片产生的机械离心力和高速气流的综合作用抛送物料。
双叶片排污泵固液两相流的数值模拟王洋;刘洋;王维军;曹璞钰;李亚成【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2013()11【摘要】为了研究双叶片排污泵叶轮、蜗壳的磨损规律,以WQ8-20-1.5的双叶片泵为研究对象,采用RNGk-ε湍流模型、SIMPLEC算法和Mixture两相流模型,数值模拟了设计工况下固相体积分数为6%、15%、20%和粒径为0.06、0.12、0.18mm时的固液两相流场,分析了不同颗粒体积分数、不同颗粒直径对流动的影响。
结果表明:在叶轮流场内,固相颗粒分布不均匀,颗粒主要集中在叶片工作面及其出口处的前后盖板处;蜗壳流道内,固相颗粒呈靠近壳体分布,固体颗粒大多集中在蜗壳第七断面至出口处;粒径越大,离析现象越明显,颗粒体积分数对固相离析作用较小;颗粒直径越大,扬程效率降低,但变化较小,颗粒体积分数增加,扬程效率降低,降低程度较大。
过流壁面切应力随着颗粒粒径和体积浓度的增大而增加,体积分数对其变化更为明显。
【总页数】5页(P121-125)【关键词】双叶片排污泵;体积分数;固液两相流;数值模拟【作者】王洋;刘洋;王维军;曹璞钰;李亚成【作者单位】江苏大学流体机械工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】TH311【相关文献】1.长短叶片水轮机转轮内固液两相流数值模拟 [J], 胡全友;刘小兵;赵琴2.弯管中液固两相流固粒对壁面磨损的数值模拟 [J], 张继军;曹会敏;张少峰3.旋流叶片型煤粉浓缩器内气固两相流的数值模拟 [J], 曾东和;张鸿;易超4.后掠式叶片轴流泵固液两相流数值模拟与优化 [J], 施卫东;邢津;张德胜;陈刻强;程成5.基于FLUENT的双螺带混合机固液\r两相流数值模拟 [J], 张梦梦;崔政伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
轴流压气机气固两相流及磨损特性数值模拟
孙海鸥;王萌;王忠义;裴小萌
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2018(039)002
【摘要】为了研究固体颗粒入射至压气机后导致其性能衰退作用机理,本文采用商业软件ANSYS CFX中的多相流求解技术对某型四级轴流式压气机进行了气固两相流和磨损特性的数值模拟研究.研究结果表明:固体颗粒对压气机叶片的磨损主要集中在前面级的动叶和各排叶片的50%叶高以上,并且磨损量随叶高位置上移而增大;对每个叶片来说,对压力面的磨损程度要大于对吸力面;在沿轴向方向上,磨损主要集中在叶片的前缘和尾缘处.该研究成果具有一定的工程价值和参考价值.
【总页数】7页(P310-316)
【作者】孙海鸥;王萌;王忠义;裴小萌
【作者单位】哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学动力与能源工程学院,黑龙江哈尔滨150001;中航商用航空发动机有限责任公司,上海200241
【正文语种】中文
【中图分类】V232.4
【相关文献】
1.气固两相流下球阀磨损特性研究 [J], 李长俊;季楚凌;陈磊;马树锋
2.固液两相流离心泵内部流场数值模拟与磨损特性 [J], 汪家琼;蒋万明;孔繁余;宿向辉;陈浩
3.脱硫泵固液两相流动的数值模拟与磨损特性 [J], 李昳
;何伟强;朱祖超;张玉良;崔宝玲
4.基于Particle模型轴流泵固液两相流数值模拟和磨损特性研究 [J], 徐杰;陈松山;沈家伟;吴志峰;钱忠裕;周晓润
5.管道内气固两相流冲刷磨损特性数值模拟 [J], 张义;周文;孙志强;周孑民
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基于Mixture两相流模型和准静态方法的积雪分布数值模拟薛铭乾;黄慧萱
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2017(043)016
【摘要】在风致雪运动的研究中,采用基于Fluent提供的Mixture两相流模型,并结合准静态方法,对二维防雪栏开展数值仿真,分析了防雪栏离地面的高度对地面积雪分布的影响,验证了该方法的可行性与准确性.
【总页数】3页(P41-43)
【作者】薛铭乾;黄慧萱
【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川成都610031;西南交通大学土木工程学院,四川成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】TP319
【相关文献】
1.基于时变边界屋面积雪分布数值模拟 [J], 王卫华;廖海黎;李明水
2.基于Mixture模型的乙醇汽油割嘴气液两相流模拟 [J], 孔维宾;蒋应田;梁平
3.基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟 [J], 翟之平;杨忠义;高博;李健啸
4.基于CG VOF-DEM和CG Mixture-DEM模型的水力旋流器多相流数值模拟[J], 袁吉;王林军
5.基于Mixture模型泡沫发生器气液两相流数值模拟 [J], 张江涛;汤文斌;成晓伟
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径向直叶片湿式风机内气固两相流的数值模拟
卜英勇;康新库;吴晟
【期刊名称】《郑州大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2011(032)004
【摘要】利用FLUENT软件中离散相模型(DPM)和混合模型对径向直叶片湿式风机内部三维两相流场进行模拟.分析风机内部的气固二相的浓度、体积分数、速度矢量和压力等参数的分布,比较两模型在此次模拟中的优缺点.模拟结果表明,在入口粉尘浓度很低的情况下,固相颗粒的浓度分布与气流流向大致相符.DPM模型颗粒相浓分布和混合模型颗粒相体积分数分布的趋势基本一致.DPM模型在反映浓度局部分布时更加精确,而混合模型在描述整个流场的浓度分布时更加完整.模拟结果对径向直叶片湿式风机气、液、固三相流场和除尘机理的研究有指导意义.
【总页数】5页(P76-80)
【作者】卜英勇;康新库;吴晟
【作者单位】中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083
【正文语种】中文
【中图分类】X701
【相关文献】
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第29卷第22期农业工程学报 V ol.29 No.22 50 2013年11月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Nov. 2013基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟翟之平1，杨忠义2，高博1，李健啸1（1. 内蒙古工业大学机械学院，呼和浩特市 010051；2. 内蒙古工业大学教务处，呼和浩特市 010051）摘要：为了揭示叶片式抛送装置抛送物料时内部气流和物料复杂的流动特性以优化设计和指导运用，应用计算流体力学软件Fluent中的Mixture多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法，对抛送装置内气固两相流动进行了数值模拟，并将计算结果与抛送装置内物料运动的高速摄像试验结果进行了比较，物料速度的模拟值和高速摄像实测值基本吻合。
在分析了物料运动规律基础上，对其叶片数、进料速度以及物料体积浓度的不同变化作了对比模拟。
研究结果表明：数值模型可预测叶片式抛送装置的输送性能以及最佳喂入量；4叶片较3和5叶片更有利于抛送；进料速度对物料在叶轮区的体积分布规律影响较大，在最佳喂入量范围内，进料速度越大，出口处物料浓度越大，抛离速度也越大，装置输送性能越好；超过此范围时，随进料速度增大，进料口处物料浓度增大而出口处物料浓度减小，装置极易堵塞；进料口物料体积浓度的变化只影响抛送叶轮内以及圆形外壳出口区域的物料体积浓度，而对其物料速度分布规律及速度大小影响不大。
该研究可为叶片式抛送装置工作参数优化提供参考。
关键词：数值模拟，叶片，抛送装置，气固两相流，Mixture模型doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.22.006中图分类号：TH232 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2013)-22-0050-09翟之平，杨忠义，高 博，等. 基于Mixture模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟[J]. 农业工程学报，2013，29(22)：50－58.Zhai Zhiping, Yang Zhongyi, Gao Bo, et al. Simulation of solid-gas two-phase flow in an impeller blower based on Mixture model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(22): 50－58. (in Chinese with English abstract)0 引 言叶片式抛送装置依靠高速旋转叶片产生的机械离心力和高速气流的综合作用抛送物料。
为了揭示抛送装置内气流对抛送物料的影响，Dennis等首次使用计算流体力学软件Fluent6.1模拟了Dion1224牵引式牧草收获机流经叶片式抛送装置的气流流场[1]。
王学农等[2]应用计算流体力学技术对抛送式秸秆粉碎还田机风场进行了模拟研究。
翟之平等[3]使用Fluent6.3对9R-40型揉碎机工作过程中其叶片式抛送装置的气流流场进行了数值模拟，并对该装置的叶片数、叶片倾角以及圆弧外壳出口处的圆弧半径等结构参数进行了优化。
以上这些模拟研究均得到了叶片式抛送装置内气流流场的特征，为预测物料流的运动提供了可视化依据。
但只针对单相气流场，没有考虑物料流的存在，其预测结论存在误差。
翟之平[4]还曾对不同工况下叶片式抛送装置的气流流场进行了数值计算，并利用高速收稿日期：2012-12-17 修订日期：2013-10-16基金项目：国家自然科学基金资助项目（51165025）作者简介：翟之平（1966－），女，河北邢台人，副教授，高级工程师，博士，主要从事农牧业机械设计及理论研究。
呼和浩特市内蒙古工业大学机械学院，010051。
Email：ngdzhaizhiping@摄像技术对物料的运动进行了研究。
但由于高速摄像试验是从抛送装置外部观察物料的运动，无法完全了解装置内物料与气流两相混合流的运动规律及其相互作用。
由于抛送叶轮和抛送外壳之间的动静干涉作用以及气流与所抛送物料的相互影响，叶片式抛送装置工作时内部物料与气流的运动情况非常复杂，对其进行实验观察又较为困难，故随着计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）的发展，数值模拟已成为研究此类问题的重要手段。
目前模拟气固两相流时，CFD软件中常用的方法主要是欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）方法和欧拉-欧拉（Euler-Euler）方法，其中Euler-Euler方法包括VOF、Mixture和Eulerian 3种模型。
Euler-Lagrange方法适合于固体体积分数小于10%的气固两相流动；Euler-Euler方法中VOF模型适合于分层或自由表面流，Mixture模型和Eulerian模型适合于流动中有物料和气流混合或分离，或者物料体积分数超过10%的情况，而且Mixture模型在物料有宽广的分布以及气流与物料间曳力规律不明确情况下具有更好的模拟效果[5-10]。
为此，本文采用Fluent计算软件提供的Mixture第22期 翟之平等：基于Mixture 模型的叶片式抛送装置内气固两相流模拟51多相流模型对叶片式抛送装置内气固两相流场进行三维数值模拟，初步揭示了抛送装置内气固两相流速度场分布和物料运动规律，并将数值模拟结果与文献[4]抛送装置内物料运动的高速摄像试验结果比较，验证数值计算结果的可靠性。
在此基础上，分析抛送装置的叶片数、进料速度以及物料体积浓度等对抛送装置内气固两相流场及抛送特性的影响，从而为优化设计和指导运用提供技术依据。
1 数学模型和边界条件1.1 数学模型对于模拟多相混合的流场，当存在大范围的颗粒相分布或者界面规律未知或者它们的可靠性有疑问时，采用完善的多相流模型是不现实的，应选用经过简化的Mixture 模型[11-15]，它适用于模拟从稀疏到中等密度复杂的两相流或多相流。
Mixture 模型需求解的方程少，计算稳定性好，当求解变量的个数小于完善的多项流模型时，能和完善的多项流模型一样取得好的结果。
且该模型的相间耦合是很强的，因此可应用于叶片式抛送装置内气固两相流动数值计算。
混合模型的连续性方程为()()0m m m v tρρ∂+∇⋅=∂G（1） 其中，1nm k k k ραρ==∑，1nk k k k m m v v αρρ==∑G G式中，ρm 为混合密度，kg/m 3；m v G为质量平均速度，m/s ；n 为相数；k α为第k 相的体积分数；k ρ为第k相的密度，kg/m 3；k v G为第k 相的速度，m/s 。
混合模型的动量方程为[15-17](),,1()[()]()m m m m m T m m m m n k k dr k dr k k v v v p tv v g F v v ρρμραρ=∂+∇⋅=−∇+∂∇⋅∇+∇+++∇⋅∑G G GG G GG G G（2）式中，μm 为混合黏性系数，Pa·s ；F G为体积力，N ；,dr k v G为第k 相的飘移速度，m/s 。
其中，1nm k k k μαμ==∑，,dr k k m v v v =−G G G相对（滑流）速度qp v G为第二相（p ）相对于主相（q ）的速度qp p q v v v =−G G G（3）飘移速度和相对（滑流）速度的关系为,1nk k dr p qp qk k mv v v αρρ==−∑G GG （4）第二相的体积分数方程为(),()()p p p p m p p dr p v v tαραραρ∂+∇⋅=−∇⋅∂G G（5） 1.2 基本假设叶片式抛送装置工作时，其内部流动是三维非稳态可压缩的气固两相流动，且存在着叶轮和壳体的动静干涉问题以及气流和物料的相互影响，使得流动非常复杂。
在对叶片式抛送装置的内部流动进行数值模拟时需做如下假设：1）叶片式抛送装置通常在常温下工作，因此不考虑气固两相之间的能量交换；设气相为不可压缩流体；颗粒相也为连续介质，且每相的物理特性均为常数。
2）颗粒相为球形、粒径均匀的物料颗粒，且不考虑相变。
3）采用多参考系模型（moving reference frames ，MRF ）作为定常流动来近似模拟这个非定常流场。
1.3 计算区域和网格生成叶片式抛送装置试验台的具体参数为配套动力11 kW ，叶轮外径700 mm 、叶片宽度160 mm 、叶片厚 5 mm ，叶片数4，径向叶片，叶轮转速650 r/min 。
所抛送物料为黄玉米秸秆粉碎颗粒，平均粒径0.5 mm ，平均密度92.1 kg/m 3；进料口处物料体积浓度为0.2。
选取叶片式抛送装置的流动空间作为计算区域（图1a ）。
物料和气流从进料槽的喂入口开始，流经抛送叶轮、圆形外壳出口、出料直管和偏转弯管。
首先使用三维建模软件Pro/E 建立抛送叶轮的实体模型，然后将Pro /E 所生成的叶轮三维实体模型装入到CFD 的前处理软件GAMBIT 中，并在GAMBIT 中生成计算区域的实体模型，再对其进行网格划分。
考虑到计算区域的复杂性，将其分成了4个部分，分别是入口区、抛送叶轮区、圆形外壳区、出料管区（包括出料直管和偏转弯管区域）。
网格划分采用适应性较强的非结构化网格和混合网格。
为了减少偏转弯管下方出料口处的气流回流，增大了这个区域的计算体积。
根据区域的大小及重要性采用大小不同的网格，整个区域共划分为481 169个网格，如图1a 所示。
农业工程学报 2013年52图1 叶片式抛送装置计算区域、网格以及物料速度测试位置图Fig.1 View of computational domain and mesh used on impeller blower and material velocity measurement positions1.4 边界条件和数值计算方法计算时采用多重参考坐标系（MRF ）模型，抛送叶轮区域设在运动坐标系，转速为650 r/min ，其余区域设在固定坐标系处于静止状态。
动、静2个区域的交界面处通过将速度转化成绝对速度的形式进行流场信息交换。
计算区域的进口有3处，分别为进料口以及叶轮轴两侧轴承座旁的间隙面，均设为速度进口边界条件。
其中进料口处气流和物料速度均为6.5 m/s ，物料的体积分数为0.2；叶轮轴两侧轴承座旁的2个间隙面处只有空气进入，空气流速度为1.5 m/s ，没有物料进入，所以设物料速度为0，物料的体积分数设为0。
