管式离心机固液两相流场的数值模拟

时间：2015-07-08         来源：http://www.shxjy.com           点击量：

      简单介绍了管式离心机的主要技术 状况、不足及FLUENT软件；在简化的基础上。从单一相连续方程入手 建立了管式离心机内的固、液两相流动数学模型，通过计算网 格划分和边界条件的确定，用FLUENT二维数值模拟了该机内的两相流流场及随时间变化的分离状况．得出 了直观的机内不同截面上的速度分布及分离颗粒的体积分布云图。模拟结果符合该机的运行规律。为进一 步深入研究奠定了基础。  

1 引言  
        管式离心机是一种高转速、高分离因数的分离机。通常适用于固体含量低于1％、固体颗粒小于5 p,m 及固体与液体的密度差很小的悬浮液的澄清；也适用于轻液与重液的密度差小且分散性很高的乳浊液的分 离。因其转速可高达10 00o一30 000 dmin，分离因数可高达10 00o一30 000，在各行业中应用非常广泛 。比如：润滑油的净化、口服液的提纯、血液制品业、生物制品业、饮料业、制药行业、食用油业、煤焦 油的净化等等。  
        管式分离机主要缺点是间歇操作。转鼓容积小。要频繁地停机清除沉渣．所以要通过加强分离理论研 究和离心分离过程研究来强化管式离心机分离性能．从而开发出大型的离心分离机。但是理论研究不能让 人直观的看到转鼓内流体流动状况．所以本文采用计算流体动力学(简称CFD)进行数值模拟，使研究结果 可视、直观化。从而指导用户进行管式离心机的优化设计。  
2 物理及数学模型的建立  
2．1 物理模型的提出  
        当管式离心机中的管状转鼓在主轴的带动下高速旋转时 固液两相悬浮液由进液轴承座底部的喷嘴喷 射入转鼓内。进入转鼓的悬浮液。在转鼓高速旋转所产生的离心力场的作用下。悬浮液产生分层。固相沉 积在转鼓内腔的外部。由于进口速度的作用。液相向上流动至离心机顶部。通过出液口流出，微量的固相 沉积在转鼓的内壁上。为便于计算与讨论，将其内流场分析简化为二维轴对称模型。  
2．2 离心机两相流场数学模型的建立  
        对于多相流的分析．可以将每一相作为目标进行处理。不考虑相间作用。允许多相以不同的速度运动 和相互贯穿。假设混合物中有n相，其中分散相为颗粒，其物理量用下标P表示，连续相为液体，其物理量 用下标c表示。基于连续相和分散相的混合体，可以得出多相流的连续方程和动量方程。

相关新闻