基于CFD的循环生物絮团系统涡旋分离器结构参数优化

摘要：

为提高循环生物絮团系统涡旋分离器分离效率,以欧拉-欧拉多相湍流模型为理论框架,运用计算流体力学技术,对3种不同筒径比α涡旋分离器内固液两相三维流动进行了数值模拟,并分析了相关速度云图、速度矢量云图、流体迹线云图、内部固相分布以及出口处固相体积分数变化等.模拟结果表明:在进水口进水速度为0.36 m/s时,随着筒径比α的增大,3种涡旋分离器套筒外侧以及进水口以下部分速度流场差别较小,但套筒内流场湍流逐渐加剧,同时,套筒外侧附近和套筒内部,涡旋逐渐加剧,增加能耗,且不利于固体颗粒的沉积,总体而言,涡旋分离器在α为1.5之后分离效率下降,并保持相对稳定,具体表现为,当涡旋分离器α为1.5时,内部固相体积分数相对较高,而出口处固相体积分数较低,随着α增大,其分离效率由α为1.5时的27％降至α为2.0时的17％,并随着α再次增至2.5时,分离效率保持基本不变.涡旋分离器流场速度的实测结果与模拟结果基本一致,而分离效率存在一定差异,但是变化规律相同,表明数值模拟在优化涡旋分离器结构方面是可行的.

关键词：循环生物絮团系统、涡旋分离器、计算流体力学、多相流、数值模拟

所属期刊栏目：48

分类号：S275.6(农田水利)

资助基金：“十二五”国家科技支撑计划项目2014BAD08B09;国家自然科学基金青年基金项目31402348;中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所重点实验室开发基金项目2015;中国博士后科学基金项目2014M551747

在线出版日期：2017-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：287-294,278