基于Fluent的加氢反应器分配器流场数值模拟研究

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基于FLUENT的管壳式换热器流场的数值模拟与分析

基于FLUENT的管壳式换热器流场的数值模拟与分析鲍苏洋（南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009)摘要:通过简化管壳式换热器模型，采用非结构网格划分，选用κ-ε湍流模型，应用CFD 软件FLUENT 对壳程流体流动和传热过程进行了数值模拟，得到了不同折流板间距情况下壳程流体温度场、压力场以及速度场的分布情况。

分析了折流板间距对壳程流体流场分布、换热器传热速率以及压力损失的影响，并得出了进口流速与传热量和压力损失之间的关系。

模拟结果与理论研究结果相符合，对管壳式换热器的设计和改进有一定的参考价值。

关键词:化工机械; 换热器; 数值模拟; 温度场; 速度场; 压力场Numerical Simulation and Analysis of Flow Field in Shell-and-Tube Heat Exchanger Based on FLUENTSuyang BAO( School of Mechanical and Power Engineering，Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，China)Abstract: By simplified the model of shell-and-tube heat exchangers，adopted the unstructured mesh，chose the κ-εturbulence model to gain the static temperature field，velocity field and static pressure field distribution of shell by taking numerical simulation of the shell side turbulent flow and heat transfer process with the CFD software FLUENT at different baffle spacing．Analyzed the effect of baffle spacing on the distribution of shell fluid flow，heat transfer rate and pressure drop，also acquired the relationship between inlet velocity and heat transfer rate，pressure drop．The simulation results consistent with the theoretical results of shell-and-tube heat exchangers，which can be a reference for the design and improvement of shell-and-tube heat exchangers．Key words: chemical machinery; heat exchanger; numerical simulation; temperature field; velocity field; pressure field0 引言换热器是石油化工行业广泛应用的工艺设备，换热器不仅能够合理调节工艺介质的温度以满足生产工艺的需要，同时也是余热回收利用的有效设备［1］。

反应器停留时间分布CFD数值模拟

3.边界条件，入口反应物质量分数为1，示踪剂为0
4.打开solution-control，取消示踪剂的方程，其他都选。图中示范的方法
5.在稳态条件下计算收敛
6.将稳态计算改为非稳态，general-time-transient
7.将入口示踪剂设定为1
8.打开示踪剂方程，关闭flow项，solution controls-equation
反应器中停留时间分布CFD模拟
做了好多便，感觉闭着眼睛都能Leabharlann 出来了，特把详细步骤拿来分享一下
1.脉冲法
步骤
1.fluent中导入反应器模型，检查网格,尺寸检查，若以mm绘制记得scale。
2.材料面板选取a.反应物b.示踪剂（注：示踪剂选取原则），两者形成mixture混合物，混合的density选取volume-mixed-weighting-law。
9.建立一个监视面,如下所示
10.迭代一个时间步
11.将入口示踪剂再改为0
12.计算直到收敛。
13.利用反应工程里的公式计算平均停留时间和E(T)
特别注意，fluent得到的是t-C(t)曲线。Species-species-transport记得打开，但不要加反应。

反应器内流动场的数值模拟研究

反应器内流动场的数值模拟研究在化学工程、生物工程等众多领域中，反应器是实现物质转化和能量传递的关键设备。

而反应器内的流动场特性对于反应过程的效率、产物的质量和产量等方面都有着至关重要的影响。

因此，对反应器内流动场进行深入研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

数值模拟作为一种有效的研究手段，能够在不进行实际实验的情况下，预测反应器内流动场的分布情况，为反应器的设计、优化和操作提供重要的参考依据。

通过建立合理的数学模型和采用适当的数值计算方法，可以模拟出反应器内流体的速度、压力、温度等物理量的分布，从而揭示流动场的内在规律。

在进行反应器内流动场的数值模拟时，首先需要对反应器的几何结构进行精确的描述。

这包括反应器的形状、尺寸、进出口位置等信息。

同时，还需要确定流体的物理性质，如密度、粘度等。

这些参数的准确性直接影响到数值模拟结果的可靠性。

数学模型的建立是数值模拟的核心环节之一。

常见的数学模型包括连续性方程、动量方程和能量方程等。

这些方程描述了流体的质量守恒、动量守恒和能量守恒原理。

为了更好地模拟实际情况，还需要考虑流体的湍流特性、化学反应等因素。

在湍流模拟方面，常用的模型有 kepsilon 模型、雷诺应力模型等。

对于涉及化学反应的情况，则需要引入相应的反应动力学方程。

数值计算方法的选择也是至关重要的。

有限差分法、有限元法和有限体积法是常用的数值计算方法。

有限差分法简单直观，但对于复杂几何形状的适应性较差；有限元法在处理复杂几何形状和边界条件方面具有优势，但计算量较大；有限体积法在守恒性方面表现出色，适用于大多数流体流动问题。

在实际应用中，需要根据具体问题的特点选择合适的数值计算方法。

在完成数值模拟计算后，需要对结果进行详细的分析和评估。

通过可视化技术，可以直观地展示反应器内流动场的分布情况，如速度矢量图、压力云图等。

同时，还可以提取关键位置的物理量数据，进行定量分析。

例如，分析进出口的压力差、速度分布的均匀性等。

中低温煤焦油加氢反应器不同分配器中液体分布的CFD模拟

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 9 期中低温煤焦油加氢反应器不同分配器中液体分布的CFD 模拟罗成1，范晓勇2，朱永红1，田丰1，崔楼伟3，杜崇鹏1，王飞利1，李冬1，郑化安1（1 西北大学化工学院，陕西西安 710069；2 榆林学院化学与化工学院，陕西榆林 719099；3 西北化工研究院有限公司，陕西陕西 710601）摘要：中低温煤焦油（LTCT ）是一种高密度、高黏度的重质油品，加氢处理是对其清洁化利用的重要手段，其过程主要在滴流床反应器（TBR ）内完成。

气液分配器作为TBR 中的重要部件，影响着反应器中催化剂床层的表现。

本文建立了基于Euler-Euler 方法的计算流体力学（CFD ）模型，并根据已报道的文献冷模实验结果完成模型验证，对LTCT 和氢气在4种分配器（泡罩型、多孔烟囱型、齿缝烟囱型和气提管型）中的流动进行了模拟，对比分析了分配器液相的分布、流动行为以及进出口压降；并且引入液体分布不均匀度（M f ）概念，对4种分配器的气液分配效果进行了定量评价。

结果表明，LTCT 通过泡罩型分配器后的液相覆盖范围最广；泡罩型分配器在y =-200mm 截面处M f 为0.13，分配效果最好，且气液两相流集中现象不严重。

关键词：中低温煤焦油；滴流床反应器；分配器；两相流动；计算流体力学；模拟中图分类号：TQ051.1 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2023）09-4538-12CFD simulation of liquid distribution in different distributors inmedium-low temperature coal tar hydrogenation reactorLUO Cheng 1，FAN Xiaoyong 2，ZHU Yonghong 1，TIAN Feng 1，CUI Louwei 3，DU Chongpeng 1，WANG Feili 1，LI Dong 1，ZHENG Hua ’an 1(1 College of Chemical Engineering, Northwest University, Xi ’an 710069, Shaanxi, China; 2 School of Chemistry &Chemical Engineering, Yulin University, Yulin 719099, Shaanxi, China; 3 Northwest Research Institute of ChemicalIndustry, Xi ’an 710601, Shaanxi, China)Abstract: Medium-low temperature coal tar (LTCT) is a kind of heavy oil with high density and highviscosity. Hydrotreating is an important means for clean utilization of LTCT, which is mainly completed in trickle bed reactor (TBR). As an important component of TBR, the gas-liquid distributor affects the performance of catalyst bed in the reactor. In this paper, a computational fluid dynamics (CFD) model based on Euler-Euler method was established, and the model was verified according to the cold model experiment results reported in the literature. The flow of LTCT and hydrogen in four kinds of distributors (bubble cap, multiport chimney, slot chimney and vapor-lift tube) was simulated. The liquid distribution, flow behavior and pressure drop of the distributors were compared and analyzed. In addition, the concept of liquid maldistribution factor (M f ) was introduced to quantitatively evaluate the gas-liquid distribution研究开发DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1872收稿日期：2022-10-09；修改稿日期：2022-11-23。

基于Fluent软件的SABR反应器流场模拟

（ｒ）ｓｆａｅｐｃａｅＦｕｎ．１ｕ —ｓｌｍｏｋｐｉｅｅｔｉｏｉｏｏｗｒ．ｏｐｔｉａｐｏｒｓｉｂｅｔｅｔｌｈａｃ＇ｏｗｒａｋｇｌｔ１１ｌｃｅｃｕｓｒｃｄｗｔＳｌｗｒｓ，ａｅＡｃｍｕｔｎｌｒｇｍｔｌｏｓｂｉｏｔｅｅｆｌａｅｈｄｋａｏａｕａａｓ
２１年第３００６卷第１期１
Ｎｖｍｂｒ２ｌｏｅｅ００
工业安全与环保ＩｕｔａＳｆｔａｄＥｖｏｍｎｌｒｔｔｎｎｓｉａｙｎｎｉｎｅｔｏｃｉｄｒｌｅｒａＰｅｏ
・３・
基于Ｆｕｎ软件的ＳＲ反应器流场模拟＊ｌｅｔＡＢ
ｗＵＣｕｄＺＵＧｏｅｇＸＥＱｉＷＡＧＹｎｎＬＵⅪｎｈｎｕＨｕｆＩｉｅｎＮａｍｉＩｇ（ｏｎｉｎ￣，ＪｎｓｎｅｓｆＥｖｏｍｒｉｇｕＵｉｒａｔＺｅｊｎ娜ｈｎａｇ，ｉｕ２２１）１Ｏ３
ｂｏｋ—ｓｕｔｒｄｍｅｈｏｏｌｘｂｄｓｃｍｐｌｄｂｈｌｃｌｃｔｃｕｅｓｆｃｍｐｅｏｙｉｏｉｙｔｅｂｏｋ—ｓｕｔｒｄｍｅｈｄｈｄｆｄｋ—ｅｓｌｎｔｌｅｃｄｌａｄｔｅｒｅｌｅｕｅｔｏ．Ｔｅｍｏｉｅｒｉｐｉ￣ｎｅｍｏｅｎｈｏＵｓｄｎｌｉｇｍｅｈｍｅｏｒｓｄｔｅｃｂｈｌｗｉｈｅｅｔｉｓｔｄａｅｕｅｏｄｓｒｅｔｅｆｈｉｏｎｔｅｒａｔ￣．Ｔｅｏｉｈｅｖｌｃｔｙ．ｐｅｓｒｎｕｂｌｎｅｐｒｒｎｅｉｈｅｃｏｒｎｅｔ－ｒｓｕｅａｄｔｒｕｅｃｅｏｍａｃｎｔｅｒａｔｒｅｉｖｓｉｆａｇｔｄａｎｅｌｗｔｆ０．７ａｅｔｉｌｔｆｒｅｏｏａ２６，０．２４０，０．４８０，１６０Ｌｈ．ｔｅｕｔｓｏｓｔａｌｅｔｃｕｄｅａｔｙｓｍｕａｅｄｔｉｅｉｆｎｎｔｎｏｈ．８／ｈｅｒｓｌｈｗｈｔＦｕｎｏｌｘｃｉｌｔｅａｌｎｏａｉｆｔｅｌｄｏ

加氢反应器气液分配器数值模拟与结构优化

摘要：采用Ｆｌｕｅｎｔ软件对加氢反应器中单个泡罩分配器的流体力学性能进行模拟，以ＢＬ型气液分配器为基础构型，通过改进其下降管和碎流板结构进行结构优化。结果表明，改进的气液分配器构型与原ＢＬ型气液分配器相比，喷洒面积增大２５５％，不均匀度减小３０．１９％，压降增大７３．６３％，综合性能优于原ＢＬ型气液分配器。
收稿日期：２０１７０９１１；修改稿收到日期：２０１７１２０８。作者简介：侯亚飞，研究生，研究方向为化工过程模拟与优化。通讯联系人：孙兰义，Ｅｍａｉｌ：ｓｕｎｌａｎｙｉ＠１６３．ｃｏｍ。
９８
石油炼制与化工２０１８年第４９卷
２模型验证
从图２可以看出，分配器内径为６５ｍｍ。
由于分配器内部气液两相流动复杂，因而选择正确的计算模型是计算流体动力学（ＣＦＤ）计算的前提和基础，不同的模型计算结果可能相差甚大。中国石化石油化工科学研究院设计了直径５００ｍｍ的冷模实验装置，以水和空气为介质对联合油公司（ＵＯＣ）开发的泡罩抽吸型分配器进行流体力学性能的研究工作。实验过程中气体流量为２００ｍ３?ｈ，液体流量为１ｍ３?ｈ，经过测量处理得到的数据为分配器下方１５０ｍｍ处水沿实验装置径向的体积分率。本研究通过在Ｆｌｕｅｎｔ中重现这一实验过程，并对实验结果和模拟计算结果进行对比，确保选择的加氢反应器分配器模型的正确性好。

基于FLUENT模拟的SCR反应器流场优化

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ＦＬＵＥＮＴｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔｓ．ＡｆｌｕｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＳＣＲｒｅａｃｔｏｒｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈＧＡＭＢＩＴｓｏｆｔｗａｒｅ．ＢａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｅｔｕｐｏｆｂａｆｆｌｅｒｓａｎｄｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＦＬＵＥＮＴＳｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ａｍｏｒｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｃｈｅｍｅｆｏｒｆｌｕｅｄｅｓｉｇｎｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦＬＵＥＮＴ；ＳＣＲｒｅａｃｔｏｒ；ｂａｆｆｌｅｒ
２Ｓபைடு நூலகம்Ｒ烟道设计模拟
为了使反应器内部能够具有一个良好的空气动力场，利用ＣＦＤ模拟软件对烟道内部结构的改变进行一系列的模拟研究，从而能够通过简单的方式获得较为理想的方案。ＳＣＲ反应器模型整体视图如图１所示。
对内部导流板的布置，分别制订以下方案。２．１方案Ａ（不加导流板）
不加导流板的模拟结果如图２所示。从图２中可以看到，反应器内部的流场极其不均匀，由于烟气流动的惯性作用，反应器内烟气的高速区域集中在入口上升烟道的右侧，水平烟道的拐角及上侧，以及反应区域的右侧，并且集中区域很窄。在塔内形成较大的回流区，造成了极不理想的空

《滴流床加氢反应器多相流动的三维数值模拟与结构优化》范文

《滴流床加氢反应器多相流动的三维数值模拟与结构优化》篇一一、引言随着能源需求的持续增长，加氢反应器作为石油化工和精细化工领域的关键设备，其性能的优化显得尤为重要。

滴流床加氢反应器作为其中的一种重要类型，其多相流动特性和结构优化对于提高反应效率和减少能耗具有重要意义。

本文旨在通过三维数值模拟的方法，对滴流床加氢反应器的多相流动进行深入研究，并探讨其结构优化策略。

二、三维数值模拟方法2.1 模型建立本研究采用三维数值模拟软件对滴流床加氢反应器进行建模。

模型中包括反应器内部结构、流体流动路径、催化剂颗粒分布等关键要素。

同时，考虑到多相流动的复杂性，模型中还包含了气相、液相和固相的相互作用。

2.2 数值方法在数值方法上，本研究采用了计算流体动力学（CFD）方法，结合多相流模型，对滴流床加氢反应器内的流体流动进行模拟。

同时，为了更准确地描述催化剂颗粒对流体流动的影响，还采用了离散相模型。

2.3 边界条件与参数设置在模拟过程中，我们设置了合理的边界条件和参数，如进出口流量、温度、压力等。

同时，根据实际工况，对催化剂颗粒的物理性质、流体物性等进行了详细设定。

三、多相流动特性分析通过对滴流床加氢反应器进行三维数值模拟，我们得到了反应器内部的多相流动特性。

结果表明，在滴流床中，气相和液相的流动呈现出明显的分层现象，而催化剂颗粒则对流体流动产生了显著的扰动作用。

此外，我们还发现，在反应器的某些区域，流体流动存在明显的涡旋现象，这可能对反应效率产生不利影响。

四、结构优化策略针对滴流床加氢反应器的多相流动特性，我们提出了以下结构优化策略：4.1 优化催化剂颗粒分布通过调整催化剂颗粒的尺寸、形状和分布，可以改善流体在反应器内的流动状态，减少涡旋现象，提高反应效率。

此外，合适的催化剂颗粒分布还有助于提高催化剂的利用率。

4.2 优化反应器内部结构针对多相流动的特性，我们可以对反应器的内部结构进行优化，如调整进出口位置、增加导流板等，以改善流体在反应器内的流动状态，提高反应效率。

导流板改善反应器流场的数值模拟研究

导流板改善反应器流场的数值模拟研究吴义连 1 安恩科 1 * 周洪权 2 孙向军 2 宋尧 2 季华文 21同济大学机械与能源工程学院 2上海环境卫生工程设计院有限公司摘要：本文使用Fluent 软件，采用Realizable k-着湍流模型及离散相模型，对一种碳酸氢钠干式反应器结构的流场进行了数值模拟，同时研究了导流板数量对该模型流场的影响。

结果表明：导流板能改善反应器中颗粒分布的均匀性，平均颗粒浓度不均匀系数随着导流板数量的增加不断减小。

导流板能减小弯管部分最大速度，减轻对该区域管壁的磨损。

合适的导流板数量不会明显增大模型的压力损失。

研究结果为该模型导流板数量的选取提供了依据。

关键词：数值模拟导流板颗粒浓度不均匀系数最大速度压力损失Numerical Simulation Research on Deflectorsto Improve the Flow Field of ReactorsWU Yilian 1 ,AN Enke 1 *,ZHOU Hongquan 2 ,SUN Xiangjun 2 ,SONG Yao 2 ,JI Huawen21School of Mechanical and Energy Engineering,Tongji University 2Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.,Ltd.Abstract: In this paper,the flow field of a sodium bicarbonate dry reactor is simulated by using Fluent software, Realizable kε turbulence model and discrete phase model.Besides,the influence of the number of deflectors on the flow field is studied.The results show that the deflector can improve particle distribution uniformity in the reactor,and the average nonuniform coefficient of particle concentration decreases with the increase of the number of guide plates. Deflector can reduce the maximum velocity of the bending part,thus reduce abrasion of pipe wall in this area. Appropriate number of deflectors will not obviously increase pressure loss of the model.The results provide the basis for selecting the number of deflectors.Keywords: numerical simulation,deflector,nonuniform coefficient of particle concentration,maximum velocity, pressure loss收稿日期： 2017426通讯作者：安恩科（1962~），男，教授；上海市嘉定区曹安公路4800号开物馆A447 （201804）； Email:axa@0 引言近年来兴起的固体废弃物焚烧发电技术，具有无害化、减量化、资源化等优势，先后在许多国家推广使用，成为了近年来城市生活垃圾处理的研究热点和趋势[1]。

[16] 基于FLUENT的动态高压微射流内部孔道流场的数值模拟

１１４
６卷高压物理学报第２
可能存在的吸附、重聚集和破碎现象进行了研究。是因为提供了足够强大的作用力场。高压微射流均质机之所以对物料起着良好的超细化处理效果，［［１２］２］早期研究一般认为主要作用力是剪切力和气穴作用力，Ｐａｕｉｎ认为气蚀现象是占６０％的主要作用ｑ
］１３１４－方式。刘伟等人［通过对振荡反应腔微孔流道各段流场的压力、能量及动力学行为进行分析，认为其１］，主要的力学作用可能包括高速撞击作用、高频振荡、瞬时压力降、强剪切、气蚀作用等［但对其作用机
制和原理没有清楚解释。流体速度大小及分布情况对其间作用力的大小有决定性影由于动态高压微射流流场内流体压力、所以进一步探究微射流流场内基本物理量的具体分布情况对认清流场作用机理很有必要，也是推动响，该项高压技术发展的有效途径。本研究创建动态高压微射流振荡反应腔内部孔道的几何模型和网格模型，选择Ｓ设置边界条件及相关参数后，运用ＦＩＭＰＬＥＣ算法和ＲＮＧｋＬＵＥＮＴ软件－ ε 模型进行计算，对流场进行数值计算，模拟并揭示流场内各位置处静压和速度分布情况，为动态高压射流均质机作用机制的深入研究及动态高压射流均质机振荡反应腔的优化设计提供参考。
采用标准ｋ然后转为二阶离散格式，并为加快收敛速度，－ ε模型在一阶精度格式下迭代计算收敛，将能量松弛因子设为０．其它保持默认设置后迭代收敛，最后采用Ｒ８，ＮＧｋ－ ε 模型进行求解。
２．３计算结果检验
、、收敛）系统流量（不平衡度小于０．网格衡量参数Ｙ＋值（约等于１且不超过５）１％）通过残差图（３方面对计算结果进行检验。

加氢反应器气液分配盘数值模拟

加氢反应器气液分配盘数值模拟范勇;荣蕾;聂永广;范书虎;周琳【摘要】以加氢反应器UOC(Union Oil Company)型气液分配盘为对象,利用计算流体力学(CFD)方法对分配盘内的气液两相流动进行了研究.根据某工厂数据确定了分配盘的几何尺寸,应用原油和氢气为介质,使用群体平衡模型(PBM)等多种计算模型进行计算.计算结果表明,UOC型气液分配盘是依据分配盘上单个分配器的内外压力差作为动力,氢气与原油在分配器内外进行充分的碰撞,达到混合及分配效果.原油通过分配盘后以多个点状峰值状态存在,分配器存在中心聚集现象,消除分配器的中心汇聚现象为其结构改进的主要方向.%The Computational Fluid Dynamics (CFD) method was used to study the gas-liquid two-phase flow in the Union Oil Company (UOC) type distribution plate of the hydrogenation reactor. According to the data of a factory, the geometric dimensions of the distribution plate were determined and the calculations were completed using the Population Balance Model (PBM) and other calculation models with the crude oil and hydrogen gas as medium. The results showed that UOC gas-liquid distributor was driven by the difference of the internal and external pressure of the distributor on the distribution plate, and the hydrogen and the crude oil were fully collided inside and outside of the distribution plate to mix and distribute. The crude oil existed in many dot-like peak spots after the oil passed through the distribution plate and the central agglomeration phenomenon was observed. Eliminating the central convergence phenomenon of the distributor would be the main direction of its structural improvement.【期刊名称】《化学反应工程与工艺》【年(卷),期】2017(033)004【总页数】7页(P349-355)【关键词】加氢反应器;模拟计算;气液分配器;群体平衡模型【作者】范勇;荣蕾;聂永广;范书虎;周琳【作者单位】中国石油管道局工程有限公司设计分公司,河北廊坊 065000;中石油北京天然气管道有限公司华北储气库分公司,河北廊坊 065000;新奥科技发展有限公司,河北廊坊 065000;中国石油管道局工程有限公司设计分公司,河北廊坊065000;中国石油管道局工程有限公司设计分公司,河北廊坊 065000【正文语种】中文【中图分类】TE966加氢裂化装置主要有固定床、沸腾床、移动床和悬浮床加氢裂化装置。

基于Fluent的加氢反应器分配器流场数值模拟研究

图１分配器几何模型
法求解，对流项采用一阶迎风格式离散。
２１８０中阑高靳竣韭２００１求公ｌ５
维模型（图１如所示）。为了提高计算效率，方便计算
模型调试，将反应器周围的反应物远场模型建立为分配器尺寸的３直径，５高度。分配器与周围气液反倍倍应物如图２示：所
三、计算模型的选择
抽吸喷射型分配器的工作原理是，当气体高速通
基于Ｆｕｎ的加氢反应器分配器流场数值模拟研究ｌｅｔ
倪艳光刘玉
（南科技大学１机电工程学院；．河．２车辆与动力３程学院，南洛阳４１０－．河７０３）
摘要：文章采用Ｆｅｔ用ＣＤ有限元分析软件对单个分配器的流体力学性能进行模拟，再现气液通过分ｌｎ通ｕＦ配器后在反应器中流体的复杂流动情况，以此来指导分配器的研究、开发、放大和设计工作。关键词：分配器；ｌｅｔＤＭ；Ｆｎ；Ｐｕ气液反应物；Ｆ有限元分析软件ＣＤ中图分类号：Ｑ０８Ｔ１文献标识码：Ａ文章编号：１０－３４（０）４０２－２０９２７２１２－０５０１加氢工艺技术水平的高低以及加氢反应能否稳定进行，主要取决于催化剂性能的先进性。而催化剂能否充分地发挥作用，产品质量是否能够达到优质，则

基于Fluent船用排气净化低温等离子体反应器流场分析

基于Fluent船用排气净化低温等离子体反应器流场分析Fluent船用排气净化低温等离子体反应器是一种高效的气体净化设备，可以有效地降低船舶排放污染物的浓度，提高空气的质量。

本文通过对该设备的流场分析，探讨其在实际应用中的优缺点及其改进措施。

在Fluent船用排气净化低温等离子体反应器中，气体从进口进入反应器，在高电压电场的作用下，分子被分解成带电的离子和自由电子，并通过离子再组合和自由电子与分子相互结合，最终达到净化效果。

在此过程中，流场的分析非常重要，对于净化效果和设备的性能均有重要影响。

首先，分析该设备的流场特征。

在进口处，气体注入后流经导电板，在电极处形成电场，引起气体中分子的碎裂和离子的生成。

流场受到电场的作用，气体在导电板和电极之间流动，形成强电场区和弱电场区，不同电场区域的气体速度和浓度均有区别。

在这个过程中需要考虑气体的热传导、质量传输以及化学反应等影响，以此来优化反应器的结构和操作参数。

其次，分析Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的优缺点。

该设备具有高效净化、安全可靠、适用范围广、易于维护等优点。

但是，该设备存在着能量消耗高、排放的NOx浓度高、操作温度受限等缺点。

因此，学术界和产业界正积极寻求解决这些问题的方法，以完善设备的性能。

最后，探讨Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的改进措施。

在设备的结构设计方面，可以采用流线型设计、电极形状设计等方式来改善气体流场结构，以提高净化效率以及能量利用效率。

在操作参数的控制方面，可以采用智能控制技术来对电压、频率、温度等参数进行自适应控制，从而避免设备的过度或者不足的情况。

此外，更好的电极材料、更高效的电源、更优越的气体混合技术等技术的应用，将使Fluent船用排气净化低温等离子体反应器的效率更高，更健康的环境同时也在不断地向我们走近。

综上所述，Fluent船用排气净化低温等离子体反应器采用了先进的等离子体反应原理，通过对气体流场的分析，可以优化设备的结构和操作参数，提高其净化效率和能量利用效率。

基于Fluent的油气分配器结构改进与分流特性仿真

第３期
孙启国等：基于Ｆｌｕｅｎｔ的油气分配器结构改进与分流特性仿真
面上＿ｆ方向的切应力，单位Ｎ．
４５
１油气分配器的数学模型与分流系数
１．１数学模型
采用标准如模型，需要求解湍动能忌与耗
散率￡方程［１，
方向上，具有独特的优势］．作为油气润滑设
口分布在互相垂直的两平面内［７；研制用于炼
钢连铸、轧机等设备上无需密封的油气分配
器［８；安装于轴承内部的内置式油气分配器［９］
限公司（ＲＥＢＳＺｅｎｔｒａｌｓｈｍｉｅｒｔａｅｈｎｉｋＧｍｂＨ）最
理论，利用Ｆｌｕｅｎｔ软件仿真两种模型的内部流场，分析油气分配器的分流特性，并用本文定义
的指标来评价它们的分配效果．
备的关键部件—— 油气分配器，其性能的优劣
对润滑效果的影响至关重要．
等．在气液两相流分配特性研究方面，肖全胜等［１实验研究了水平Ｔ型管中气水环状流的相分离现象；梁法春实验研究了用于测量的管壁取样三通分配器的相分配特性；魏显达Ｌ１］利用Ｆｌｕｅｎｔ仿真了三通管内部的流场．然而，将气液两相流理论和Ｆｌｕｅｎｔ软件应用于油气分配器的研究很少，尤其是对油气分配器内部

反应器停留时间分布CFD数值模拟

反应器停留时间分布CFD数值模拟
反应器中停留时间分布CFD模拟
做了好多便，感觉闭着眼睛都能做出来了，特把详细步骤拿来分享一下
1.脉冲法
步骤
1.fluent中导入反应器模型，检查网格,尺寸检查，若以mm绘制记得scale。

2.材料面板选取a.反应物b.示踪剂（注：示踪剂选取原则），两者形成mixture混合物，混合的density选取volume-mixed-weighting-law。

3.边界条件，入口反应物质量分数为1，示踪剂为0
4.打开solution-control，取消示踪剂的方程，其他都选。

图中示范的方法
5.在稳态条件下计算收敛
6.将稳态计算改为非稳态，general-time-transient
7.将入口示踪剂设定为1
8.打开示踪剂方程，关闭flow项，solution controls-equation
9.建立一个监视面,如下所示
10.迭代一个时间步
11.将入口示踪剂再改为0
12.计算直到收敛。

13.利用反应工程里的公式计算平均停留时间和E(T)
特别注意，fluent得到的是t-C(t)曲线。

Species-species-transport记得打开，但不要加反应。

基于FLUENT的混合器内部流场数值模拟

FLUENT 软件的最大特点是具有专门几何模型制作软件 Gambit 模块,并可以与 CAD 连接使用,同时备有很多附加条件和附加方程添加接口，使用了目前较先进的离散技术和计算精度控制技术,如多层网格法、快速收敛准则以及光滑残差法等, 数学模型的离散化和软件计算方法处理较为得当。实际应用中发现,该软件在模拟单相流动或进出口同向或反向流动时，可以得到较好的模拟计算结果, 且具有一定的计算精度。
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过滤与分离 Journal of Filtration & Separation
2010 Vol.20 No.1
基于 FLUENT 的混合器内部流场数值模拟
文媛媛
（武汉理工大学汽车学院，湖北武汉 430070）
摘要：介绍了 FLUENT 软件的主要特点及其在冷热水混合器内的应用情况。通过使用 FLUENT
Z
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Contours of Static Temperature(k)
Dec 02,2009 FLUENT 6.2(3d,segregated,ske)
图 5 r =2 入流口平面温度分布
3.20e+02
3.19e+02
3.17e+02
3.16e+02
3.15e+02
3.13e+02
3.12e+02
图 1 网格划分示意图
2.3 设置边界条件入口边界：混合器入口速度可以认为是均匀分布
的，分析的流体是稳态不可压缩的水。冷水入口速度大小 1 m/s，温度 280 K，热水入口速度大小 1 m/s，温度 320 K，冷热水入水口的湍动能 k 和湍能耗散系数 ε 分别按 5%的湍流强度和 2 mm 水力直径计算确定。

基于Fluent的多相模拟反应器的设计

底部６个进口设为速度进口（，ｅｌ。ｃ埘．ｉ。ｌｅｔ）边界条件，进的是空气，速度大小取０．５ｍ／ｓ；顶部４个进口设为速度进
万方数据
２００７，２４（９）
罗铭等：基于Ｆｌｕｅｎｔ的多相模拟反应器的设计
１１５５
口（ｖｅｌ∞ｉｔｙ—ｉｎｌｅｔ）边界条件，进的是气溶胶，速度大小取Ｏ．１ Ⅱ∥８，４出口设为压力出口（ｐ他Ｂ８ｕ他·ｏｕｔｌｅｔ）边界条件；其他面施加壁面（ｗａｌｌ）边界条件，采用标准壁面函数计算。
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＢｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ“ｔｌｌｅｎｕｍｅＴｉｃ且ｌｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ∞ｆｈＨｍ，Ｆｌｕｅｎｔ，ｉｎａｔｍ０８ｐｈｅ“ｃｅｎｖｉ∞ｎｍｅｎｔ陀５ｅ８ｒｃｈｉ冉ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ！Ｔｈｅ
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分离器数值模拟 fluent

7.数值模拟与结果分析7.1数值计算方法简介计算流体力学作为流体力学研究中的一门新兴分支，正在工业和科研领域内发挥越来越重要的作用。

将CFD工具运用到分离机械的研究中，也成为工程技术人员改进设计、提高效率的有效手段，是CFD应用的前沿。

一些成熟的算法，模型也以商业软件的形式出现在工程及科研领域。

相比研究单位自行开发的计算程序，商业计算软件一般具有以下特点：①通用性广。

由于商业软件面向的用户对象广泛，处理的实际问题多种多样，因此其覆盖的应用范围要尽可能广。

②计算稳定性好。

多数软件经过不同研究领域内的算例测试，对不同类型的问题具有较好的适应能力。

③使用方便，商业软件经过不同友好的用户界面，方便用户的使用。

④一般商业软件也存在一些明显的不足，例如：算法相对陈旧，不能紧跟CFD研究领域内的最新成果；与不同行业内的实际要求存在一定的距离，难以将各研究单位已有的研究成果结合到商业软件中。

这在一定程度上限制了商业软件在工程实际中的应用。

FLUENT是由美国FLUENT公司于1983推出的CFD软件。

它是继PHOENICS软件之后的第二个投放市场的基于有限体积法的软件。

FLUENT是目前功能最全面、适用性最广、国内使用最广泛的CFD软件之一。

本文运用fluent软件对离心式分离器的内流场进行分析计算，fluent公司是享誉世界的最大计算流体力学软件供应商，fluent软件能够精确地模拟无粘流、层流、湍流、化学反应、多相流等复杂的流动现象。

应用领域包括：航空航天、汽车设计、生物医药、化学处理、石油天然气、发电系统电子半导体、涡轮设计、HVAC、玻璃加工等。

FLUENT 具有精度高，收敛快，稳定性好等特点。

Gambit是前置处理器，能针对及其复杂的几何外形生成三维四面体，六面体的非结构化网格及混合网格。

该模块还具有方便的网络检查功能，对网络单元体积、扭曲率、长细比等影响收敛和稳定的参数进行统计并生成报告。

7.2 计算流体力学基础在流体力学的研究中，常用的方法有理论研究方法、数值计算方法和实验研究方法。