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水力旋流器是一种以离心沉降为基本工作原理的分离、分级高效节能设备。本文针对开发不同用途旋流器的需要,从试验方面对典型旋流器的操作性能进行了研究、归纳,并以CFD理论为基础摸内部流场和操作性能两方面进行了数值模拟研究,最后对这两种方法的结果进行了比较。
在试验中,根据所需数据较多的特点,旋流器采用先分体制造再组装的方法,改变旋流器的结构参数与操作参数,得到一系列的数据之后通过不同方式完成旋流器的欧拉准数与流量分率的公式拟合,得到以下两个式子:Eui=f1(Dc,Do,Di,Du,L,μ,ρ,Rf,Rei)Rf=f2(Dc,Do,Di,Du,L,μ,ρ,Rei,PDR)
基于计算机的发展以及有限元理论的完善,文章采用商业计算流体力学软件FLUENT及网格划分软件GAMBⅡ对旋流器进行几何建模和网格划分,采用RNGκ-e湍流模型计算了旋流器内部流场的分布。通过数值模拟证实了旋流器内存在较强的湍动,使流体在旋流器内的流动变得复杂,有明显的零轴向速度包络面,得到的切向速度、径向速度也与理论有着良好的吻合,克服了“黑箱”法研究旋流器的缺点。作者首次采用大量数值模拟试验来拟合旋流器操作参数的方法。经过比较知道,模拟值与试验值基本吻合,有较强的可信度和实用性。
本文使计算机模拟与实际试验得到了进一步的结合,提供了一种在没有大型精密仪器测量旋流器实际内部流的情况下对数值模拟进行验证的一种方法,对以后旋流器的开发提供了一种新的思路,对其开发速度的提高有较大的促进作用。