PDC型旋风管内颗粒浓度分布的实验研究

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灰尘在风管中运动轨迹的数值模拟

灰尘在风管中运动轨迹的数值模拟【摘要】本文通过数值模拟方法，对灰尘在风管中的运动轨迹进行了研究。

在介绍了研究背景和研究意义，说明了对于改善室内空气质量和提高空调系统效率的重要性。

在详细介绍了数值模拟方法和模拟参数设定，并对模拟结果进行了分析，阐述了模拟技术的优势以及风管结构对模拟结果的影响。

在总结了模拟结果并提出了进一步研究的展望。

本研究对于揭示灰尘在风管中的传输规律，优化空气处理系统设计具有一定的理论和实践意义。

【关键词】灰尘、风管、数值模拟、轨迹、研究背景、研究意义、模拟方法、参数设定、结果分析、技术优势、风管结构、影响、模拟结果总结、研究展望。

1. 引言1.1 研究背景灰尘在风管中的运动轨迹对于空气质量和室内环境的影响至关重要。

在工业生产和生活中，风管系统被广泛应用于空气循环和通风排气。

在风管中会产生大量的灰尘颗粒，这些颗粒对空气质量有着不可忽视的影响。

通过对灰尘在风管中的运动轨迹进行数值模拟，可以更好地了解灰尘的传播规律，进而采取相应的控制措施，提高空气质量和室内环境的舒适度。

随着计算机技术的快速发展，数值模拟方法已成为研究灰尘在风管中运动轨迹的重要手段。

通过建立数学模型和运用计算流体力学方法，可以有效地模拟灰尘颗粒在风管中的运动轨迹，为相关研究提供有力支持。

开展灰尘在风管中运动轨迹的数值模拟研究具有十分重要的意义，对于改善空气质量和保障人们的健康具有积极的促进作用。

1.2 研究意义灰尘在风管中的运动轨迹对于空气质量及室内环境的影响巨大，尤其是在工厂、办公楼等大型建筑中，灰尘的积累会加重空气污染，对人体健康造成潜在危害。

研究灰尘在风管中的运动轨迹并进行数值模拟具有重要的实际意义。

通过对灰尘在风管中的数值模拟，可以更加直观地了解灰尘在不同风速、管道结构下的运动规律，为改进空调系统设计和通风设备提供科学依据。

通过模拟结果的分析，可以优化管道布局设计，减少灰尘积累，改善室内空气质量，提升室内环境舒适度。

直筒式脉冲电旋风除尘器内颗粒浓度分布实验研究

直筒式脉冲电旋风除尘器内颗粒浓度分布实验研究
董冰岩，蒋先成，张耀平，张大超
（江西理工大学资源与环境工程学院，江西赣州３１０）４００
摘要：在脉冲电旋风除尘器研究的基础上，对直筒式脉冲电旋风除尘器内的颗粒浓度场进行测试分析，在一得出
增大．尘浓度增大较快，是因为除尘器内粉尘在粉这
／
２０７。
离心力和电场力的作用下到达边壁，由筒壁收集．但在气流的作用下有二次返流的现象引起扬尘，所以在筒壁测试点处及附近粉尘浓度较高。、７断面上
的粉尘浓度在离心力和电场力的作用下，随除尘器径向半径的增大而增大较快；６和７断面距除尘且
重要依据。除尘器中的颗粒浓度场测试分析［２国８】－，１内从上世纪８０年代后期开始，并获得了一定的成果。然而脉冲电旋风除尘器中的颗粒浓度场测试分
析目前国内研究的不多。本文在脉冲电旋风除尘器性能研究的基础上，该除尘器内的粉尘颗粒浓度对场分布规律进行测试分析，为进一步研究脉冲电旋风除尘器浓度场提供了新的依据。
１实验装置．１
个测试断面径向共有５个测试点，两径向测试点相
除尘器主体采用直筒式，放电线固定在筒体中心轴线，筒体的直径为４０ｍｍ，２０ｍ，０长００ｍ有效放
距４０ｍｍ，由于除尘器中心是高压放电线，以第一所

流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化

流化催化裂化装置旋风分离器的研究及分离效率的优化郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼【摘要】The mechanism of cyclone separation of cyclone separator was analyzed as well as factors affecting the separation efficiency,how to improve the separation efficiency of cyclone separator wasdiscussed.Finally,some suggestions on efficiency optimization of the two-stage cyclone separator in reactor-regenerator device in FCC were presented as well as some practical solution to the problems of third-stage cyclone,the precautions during the forth-level cyclone installment process.%首先从旋风分离器的分离原理及影响分离效率的诸多因素人手,对提高旋风分离器分离效率进行了研究和探讨,最后提出了在FCC装置设计过程中,反再两器中的两级旋风分离器分离效率优化的一些建议和方法,三级旋风分离器的一些实际问题的解决方法以及四级旋风分离器安装过程中的一些注意事项.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】4页(P700-703)【关键词】流化催化裂化;旋风分离器;分离效率优化;三级旋风分离器【作者】郝天歌;于姣洋;夏志鹏;吴琼【作者单位】中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169;中国寰球工程公司辽宁分公司,辽宁沈阳110169【正文语种】中文【中图分类】TE624流化催化裂化（FCC）装置是现今发展相当迅速的炼油再加工装置之一。

气固流化床中细长颗粒数量浓度分布的数值研究

接模拟ＭｏｔＣｒ（Ｓ）方法的基本思想及刚体动力学原理，建立了考虑细长颗粒间相互碰撞的三维细长ｎｅａｌＤＭＣｏ
颗粒流化运动数学模型，并采用此模型对某一实际流化床内的气固两相流场进行了模拟研究。在实验提升管内，
Ｎｕｂｒｃｎｅｒｔｏｆｓｅｄｅａｔｃｅｎｍｅｏｃｎｔａｉｎｏｌｎｒｐｒｉｌｓｉｇｓｓｌｄｉｃｌｔｎｇｆｕｄｚｄｂｅａ —ｏｉｓｃｒｕａｉｌｉｉｅｄ
ＣＡＩＪｅ。ＷＵｉＸｕａｎ，ＹＵＡＮＺｈｕｉｌｎ
丝在循环流化床中的干燥或加湿等。由于细长颗粒具有六自由度，因此，其运动姿态比球形颗粒复杂，其在流化床内的流化特性也不同于球形颗粒。细长颗粒的数量浓度分布是细长颗粒流化特性的重要特征之一。根据直
（ｃｏｌｆＥｎｒｎｖｒｎｎ，ＳｕｈａｔｉｅｓｔＳｈｏｅｇｙａｄＥｎｉｏｍｅｔｏｔｅｓＵｎｖｒｉｙ，Ｎａｊｎ１０６ｉｎｓｏａｔｓｒｃ：Ｃｉｃａｉｌｄｚｔｏｎｏｆｓｅｅｒｉｌｓｉｅｄｅｙｉｎｄｕｔｉｌｐｏｄｔｏｒｕｌｔｎｇｆｕｉｉａｉｌｎｄｒｐａｔｃｅｓｕｓｄｗｉｌｎｉｓｒａｒｕｃｉｎ，ｆｒｅｍｐｅ，ｏｘａｌｃｏｍｂｕｔｏｆｏａｓｔｌａｄｒｉｏｗｅｔｎｇｓｉｎｏｂｉｍｓｓａｋｓｎｄｙｎｇｒｔｉｏｆｕｔｔｂａｃ．Ｔｈｅｃ — ｏｃｏｍｏｍｅａｔｔｅｆｌｎｄｅｖｅｎｔｔｉｕｄｏｓｅｒｐｒｉｌｓｉｒｏｍｐｉａｅｈａｈａｈｐｈｅｉａａｔｃｅｏｎｇｔｈｅｓｅｄｅｒｉｌｓｓｘｄｅｅｓｏｆａｔｃｅｓｍｏｅｃｌｃｔｄｔｎｔｔｏｆｔｅｓｒｃｌｐｒｉｌｗｉｏｔｌｎｒｐａｔｃｅ ’ ｉｇｒｅｆｅｄｒｅｏｍ，ａｈｕｈｒｒｏｆｅｅｃｓｉｌｉｚｎｇｂｈｖｏｔｅｌｎｒｐｒｉｌｎｐｈｒｃｌｎｄｔｓｔｅｅａｅｓｍｅｄｉｆｒｎｅｎｆｕｄｉｉｅａｉｒｂｅｗｅｎｓｅｄｅａｔｃｅａｄｓｅｉａｐｒｉｌ．ａｔｃｅＮｕｍｂｅｏｅｒｔｏｉｏｅｔｍｏｓｉｒｃｎｃｎｔａｉｎｓｎｏｆｈｅｔｍｐｏｔｎｔｅｔｅｏｆｌｉｚｎｇｒａｆａｕｒｓｆｕｄｉｉｂｅｖｏｏｓｅｅｈａｉｒｆｌｎｄｒ

基于DPM模型的旋风分离器内颗粒浓度场模拟分析

基于DPM模型的旋风分离器内颗粒浓度场模拟分析高助威;王娟;王江云;冯留海;毛羽;魏耀东【摘要】To study the distribution of the particle concentration in cyclone,the RSM model and the particle stochastic trajectory model were used to simulate the gas-solid flow of the cyclone.The top ash ring and erosion of the wall were analyzed from particle concentration distribution and residence time.The results showed that the concentration of particles in the wall were distributed in a spiral gray band,and the width and pitch of the gray bands were different.Along radial direction,the particle concentration near the wall was high while other regions were low.Along axial direction,the particle concentration was larger in the bottom of the separation space,and the width of the spiral gray band increased but the pitch decreased.There was top ash ring under the roof of annular space,where a lot of particles gathered.The top ash ring was unevenly distributed,with obvious non-axisymmetric characteristics.Furthermore,the top ash ring had a certain periodicity shedding phenomenon.The performance would not only cause the escape of particles and reduce the separation efficiency of cyclone,but also cause erosion wear of the wall.In severe cases,the wall of the cyclone separator would be worn out,causing the equipment to failure.%为了研究旋风分离器内部颗粒浓度场的分布规律,采用RSM模型和颗粒随机轨道模型,对旋风分离器进行气-固两相流动数值模拟,并从浓度分布和停留时间两方面对顶灰环及壁面磨损现象进行分析.结果表明,壁面处的颗粒浓度呈螺旋状灰带分布,灰带的宽度和螺距不同;从径向看,除壁面附近浓度较高外,其他部位浓度较低;从轴向上看,在分离空间下部,螺旋灰带的宽度加大,螺距减小,颗粒浓度增大.在环形空间顶板下方有大量颗粒聚集,存在顶灰环现象,而且顶灰环分布不均匀,具有一定的准周期脱落特性.这不仅造成颗粒的逃逸,降低旋风分离器的分离性能,而且也会对壁面造成冲蚀磨损,严重时能够使分离壁面磨穿,造成设备失效.【期刊名称】《石油学报（石油加工）》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】8页(P507-514)【关键词】旋风分离器;数值模拟;DPM;颗粒浓度;顶灰环;壁面磨损【作者】高助威;王娟;王江云;冯留海;毛羽;魏耀东【作者单位】中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249;北京低碳清洁能源研究院,北京102209;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;中国石油大学重质油国家重点实验室,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8旋风分离器是气-固分离过程的重要设备，因其结构简单，处理量大，维修方便等优点，在工业除尘、石油化工、煤炭发电等领域应用广泛[1]。

进料位置与风速对旋风分级器颗粒分级效果的影响

进料位置与风速对旋风分级器颗粒分级效果的影响孙占朋;孙国刚;独岩【摘要】根据旋风分级器内气流速度分布特点进行了进料区域划分,运用非稳态离散相模型和分级实验对比了3个代表性进料位置对颗粒运动轨迹及分级精度的影响,分析了1μm和10 μm颗粒在不同区域内的受力情况.结果表明,边壁区域进料造成粗组分中细粉夹带现象严重,分级精度差;中部进料区域内流场强度大,粗颗粒受离心力强,细颗粒受轴向气流曳力大,有利于减少颗粒在分级区的停留时间,实现粗、细颗粒的快速分级,对改善分级精度有利;中心位置进料延长了粗颗粒的分级运动路程,增加了粗组分跑损的概率,模拟计算15μm的粗颗粒进入细组分的质量分数达到11.7％.经实验验证,入口气速在10～22 m.S-1,中部区域进料时分级后粗、细组分粒度分布曲线重合区面积最小,分级粒径比率值平均提高了25.3％,研究结果为离心气流分级设备的进料位置设计提供了一定的指导.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)004【总页数】8页(P1324-1331)【关键词】粉体技术;旋风分级器;进料位置;数值模拟;粒径分布【作者】孙占朋;孙国刚;独岩【作者单位】中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249;过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TQ051.8旋风分离器因其结构简单，无运转部件，目前在石油、化工、冶金、能源、环境等诸多领域得到广泛应用[1-3]。

大多数情况下旋风分离器被用作气固分离、除尘设备，提高分离效率、降低能耗成为研究者的追求目标[4-8]。

利用旋风分离器内的旋流作用也可以实现颗粒分级的目的，称为旋风分级器，传统旋风分离器直接用于分级操作时分级精度较差[9-11]，由于气流携带物料切向进入分级器后，大量细颗粒混入边壁区域的粗组分中而难以被气流带出，造成粗产品中夹带细粉较多。

基于DPM模型的旋风分离器内颗粒浓度场模拟分析

石油学报（石油加工）2018 年 5 月A C T A P E T R O L E IS IN IC A(P E T R O L E U M P R O C E S S IN G S E C T IO N) 第34 卷第 3 期文章编号：1001-8719(2018)03-0507-08基于D P M模型的旋风分离器内颗粒浓度场模拟分析高助威12,王娟12,王江云12,冯留海3,毛羽\魏耀东12 !1•中国石油大学重质油国家重点实验室，北京102249$ 2•过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室，北京102249$3•北京低碳清洁能源研究院，北京102209)摘要：为了研究旋风分离器内部颗粒浓度场的分布规律，采用R S M模型和颗粒随机轨道模型，对旋风分离器进行气-固两相流动数值模拟，并从浓度分布和停留时间两方面对顶灰环及壁面磨损现象进行分析。

结果表明，壁面处的颗粒浓度呈螺旋状灰带分布，灰带的宽度和螺距不同$从径向看，除壁面附近浓度较高外，其他部位浓度较低$从轴向上看，在分离空间下部，螺旋灰带的宽度加大，螺距减小，颗粒浓度增大。

在环形空间顶板下方有大量颗粒聚集，存在顶灰环现象，而且顶灰环分布不均勻，具有一定的准周期脱落特性。

这不仅造成颗粒的逃逸，降低旋风分离器的分离性能，而且也会对壁面造成冲蚀磨损，严重时能够使分离壁面磨穿，造成设备失效。

关键词：旋风分离器$8值模拟$D P M;颗粒浓度；顶灰环；壁面磨损中图分类号：T Q051. 8 文献标识码：A d o i：10. 3969/j. issn. 1001-8719. 2018. 03. 009Sim ulation A n alysis o f P article Concentration o f Cyclone Separator Using the D PM ModelGAO Zhuwei1，，WANG Juan1，，WANG Jiangyun1，，FEN G Liuhai3，MAO Y u1，WEI Yaodong1，(1.S ta te K e y L a b o ra to ry o f H e a v y OH P r o c e s s in g，C hina U n iv ersity o f P e tr o le u m，B e ijin g102249，C hina $2.B e ijin g K e&L a b o ra to ry o f Process F lu id F iltra tio n a n d S e p a r a tio n，B e ijin g102249，C hina $3.N a tio n a l In stitu te o f C L ean-and-L ou-C arbon E n e r g y，B e ijin g102209,C hina)A b s tr a c t：To study the distribution of the particle concentration in cyclone，the RSM model and theparticle stochastic trajectory model were used to simulate the gas-solid flo ash ring and erosion of the wall were analyzed from particle concentration distribution and residencetime.The results showed that the concentration of particles in the wall were distributed in a spiralgray band，and the width and pitch of the gray bands were different.Along radial direction，theparticle concentration near the wall was high while other regions were low.Alo the particle concentration was larger in the bottom of the separation space，and the wid spiral gray band increased but the pitch decreased.There was top ash ring under the roo space，where a lot of particles gathered.The top ash ring was unevenly distributed，with obviousnon-axisymmetric characteristics.Furthermore，the t op ash ring had a certain periodicity sheddingphenomenon.The performance would not only cause the escape of particles and reduce theseparation efficiency of cyclone,but also cause erosion wear of the wall.In severe the cyclone separator would be worn out，causing the equipment to failure.K e y w o r d s：cyclone separator$numerical simulation$DPM$particle concentration;top erosion of wall收稿日期：2017-10-09基金项目：国家自然科学基金项目（21106181)、中国石油大学（北京）科研创新项目（2462015Y0303)资助第一作者：高助威，男，博士研究生，从事多相流动的数值模拟与实验研究通讯联系人：王娟，女，副教授，博士，从事多相流动及燃烧过程的数值模拟与实验研究；E-mail:w anguan@ cn508石油学报（石油加工)第34卷旋风分离器是气-固分离过程的重要设备，因其结构简单，处理量大，维修方便等优点，在工业除尘、石油化工、煤炭发电等领域应用广泛[1]。

基于CFD-DPM的旋风分离器结构设计优化

中国粉体技术CHINA POWDER SCIENCE AND TECHNOLOGY第27卷第2期2021年3月Vol. 27 No. 2Mar. 2021文章编号：1008-5548 (2021 )02-0063-11 doi ：10.13732/j.issn.l008-5548.2021.02.009基于CFD-DPM 的旋风分离器结构设计优化彭丽，柳冠青，董方，石战胜(华电电力科学研究院有限公司多相流分离技术研究及应用中心，浙江杭州310030)摘要：采用计算流体力学离散颗粒模型(CFD-DPM),结合响应曲面法，通过系列正交实验，对旋风分离器结构进行优化设计；考察旋风分离器的7个结构参数以及参数间的交互作用对其性能的影响。

结果表明：对压降和分离效率影响最显著的结构参数为排气管直径，然后分别是入口高度、入口宽度、旋风分离器长度、排气管插入深度；入口尺寸与排气管直径对压降的影响存在很强的交互作用；旋风分离器长度与排气管插入深度、入口宽度与排气管直径、入口宽度与旋风分离器长度及排气管直径与旋风分离器长度对分离效率的影响存在较强的交互作用，其余因素影响不显著；通过对各结构参数的响应面进行优化，获得该旋风分离器在最小压降和最大分离效率时对应的几何结构参数。

关键词：旋风分离器；响应曲面法；计算流体力学；两相流；模型优化中图分类号:TH31 文献标志码:AStructure optimization and design of cyclone separatorbased on CFD-DPMPENG Li , LIU Guanqing , DONG Fang , SHI Zhansheng(Research and Application Center of Multiphase Flow Separation Technology , Huadian Electric Power Research Institute Co., Ltd., Hangzhou 310030, China)Abstract : A series of orthographic experiments were designed to optimize and design the cyclone separator geometry by adoptingthe CFD-DPM (computational fluid dynamics-discrete particle model ) and the response surface method. The effect of sevencyclone geometrical parameters and their interactions on the performance were investigated. The results show that the most signifi cant geometrical parameter is the vortex finder diameter. Other factors of the inlet width , inlet height , total cyclone height , and vortex finder length have significant effects on the cyclone performance. In addition , there are strong interactions between theeffect of the inlet dimensions and the vortex finder diameter on the pressure drop. There are strong interactions between the effectof the vortex finder length and total cyclone height , inlet width and vortex finder diameter , inlet width and total cyclone height ,vortex finder diameter and total cyclone height on the separation efficiency. Finally, a new set of geometrical ratios are obtained toachieve minimum pressure drop maximum separation efficiency by optimization of the response surface of each index.Keywords : cyclone separator ； response surface method ； computational fluid dynamics ； two-phase flow ； model optimization旋风分离器是一种极其重要的颗粒分离设备，在火力发电、石油、化工、水泥、钢铁、冶金等工业领域应用广泛。

EII型多管旋风分离器分离性能的试验研究

EII型多管旋风分离器分离性能的试验研究胡运发;李秋萍;刘德礼【摘要】为了系统评价EII型旋风分离器的分离性能,探究了入口气速为6～20.5 m/s,入口颗粒质量浓度为8.6～17.5 g/m3时,多管旋风分离器的分离效率和压降.结果表明:多管旋风分离器的分离效率随入口气速和入口颗粒质量浓度的增大而出现先升高后下降的趋势,多管旋风分离器的压降随入口气速的增大而增大.在相同实验条件下,与单个旋风子相比,多管旋风分离器的压降升高幅度为20％～25％,分离效率下降不大于2％,具有很好的细粉尘捕集能力.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】多管旋风分离器;分离效率;压降;分离性能【作者】胡运发;李秋萍;刘德礼【作者单位】上海化工研究院有限公司;上海化工研究院有限公司;上海化工研究院有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ028.20 前言相对于单管旋风分离器来说，多管旋风分离器具有处理量大、处理效率高、外筒不易磨损等优点，因此研究开发多管旋风分离器具有较大的实际意义。

多管旋风分离器是炼油厂催化裂化装置能量回收系统中的关键设备。

天然气作为高效、清洁、环保的优质能源，已经占据我国能源消费市场的较大比例，多管旋风分离器在天然气开采、分输和应用等环节起着重要作用，其性能直接影响着天然气质量和相关设备的使用寿命。

随着环境保护的要求不断提高，煤气化及其中高温裂解过程中三废排放的要求也越来越高，除尘器大多在高温高压条件下运行，因此，多管旋风分离器作为第三级旋风除尘器具有非常大的技术优势。

目前，很多学者对单管和多管旋风分离器在不同入口气速和不同入口颗粒质量浓度时的分离性能进行了详细的实验研究。

吴小林等[1]通过实验的方法系统评价了天然气净化用多管旋风分离器的分离性能，结果表明：多管旋风分离器的分离效率随入口气速和入口颗粒质量浓度的增大而提高。

与旋风子相比，在相同实验条件下，多管旋风分离器的分离效率下降2%～15%。

PSC型导叶式旋风管内颗粒返混夹带实验研究

ＨＡｎ－ｉｏ，ＷＡＮｉｎｊｎ，Ｑｈｎ－ａｇ。Ｉｏ－ａＮＨｅｇｂａＧＪａ－ＩｅｇｇｎＪＮＹｕｈｉｕＣ
（．Ｚａｊｎｏｐｏ１ｈｎｉｇＧｒｕｆＣＮＯＯＣ，Ｚｈｎｉｎ２０７ａａｊｇ５４５，Ｃｈｎ；ａｉａ
锥具有很强的抗返混能力。关键词：导叶式旋风管；排尘结构；颗粒返混夹带
中图分类号：Ｔ５．４Ｑ０１８
文献标志码：Ａ
ＥｘｅｉｅａｔｄｎＢａｋｍｉｉｇｏｒｉｌｓｉＣ— ｙｅｐｒｍｎｔｌＳｕｙｏｃ－ｘｎｆＰａｔｃｅｎＰＳｔｐＧｕｄｎｃｏｂｉｅＶａｅＣｙｌｎｅＴｕｅ
ｏｒｉｌｓｎｐｅｎｉｇｓｏｓｃｎｓｒｎｇｈｅｈｓａｉｉｙｆｐａｔｃｅ，ａｄｏｎｎｌｔａｔｅｔｎｔｉｂｌｔ
．
Ｋｅｒｓ：ｇｉｅｖｎｙｌｎｕｅｕｔｄｓｈｒｅｓｒｃｕｅａｋｍｉｉｇｏａｔｌｓｙｗｏｄｕｄａｅｃｃｏｅｔｂ；ｄｓｉｃａｇｔｕｔｒ；ｂｃ－ｘｎｆｐｒｉｅｃ
ＰＣ型导叶式旋风管内颗粒返混夹带实验研究Ｓ
韩恒标，王建军，亓成刚，金有海
（．海石油（国）限公司湛江分公司，广东湛江１中中有５４５２０７２中国石油大学（东）化学工程学院，山东青岛２６５）．华６５５

旋转流改变圆管内颗粒浓度场分布的理论分析

摘要测试了圆管内旋转流的流场分布，在此基础上计算分析了颗粒在旋转流场中的径向运动轨迹，得到流动输运方向上含尘气流深度场分布的改变。

给出旋转流对颗粒的预分离基本发生在旋转流入口后3倍管径长度上。

关键词旋转流颗粒运动轨迹浓度场改变1 前言固体颗粒进入旋转流场后主要受到惯性离心力和空气阻力的作用，大一些的颗粒被甩向边壁，小一些的颗粒则被流体带向下游。

在这个运动过程中，旋转流流场的不同轴向位置上颗粒相的浓度将发生变化。

一般认为颗粒进入管道边壁附近的某个区域后，不再发生径向位移，即滞留在了颗粒层里，可以被捕集下来。

旋转流场对颗粒的分离作用与旋转流强度有关，也和颗粒尺寸有关。

因此，可以通过分析一这粒度分布的颗粒群在给定的旋转流流场中不同轴向位置处的浓度变化来确定颗粒最佳预分离效果的管段长度。

采用涡切向起旋器（如同切向进气旋风分离器的进气涡壳）引入旋转流，参见图1。

气流由涡切向进气口进入起旋器产生旋转流，由排出口进入圆管测试段。

改变气流在起旋器中旋转通道的长度将延长气流的强制旋转时间，起到助旋作用，有利于含尘气流中颗粒的分离。

而对称性的起旋器切向入口可以改善旋转气流的偏心状态。

根据上述思想，设计了3种不同的起旋器，按吸入气流在旋转通道中的旋转角度分为0°、90°、270°，以及具有对称进口的双进口起旋器。

2 颗粒在旋转流场中的运动分析由于颗粒尺寸d p相对较小，可以将颗粒径向运动看作Stokes运动（Re p≤1.0）有其中，。

代入得解得：式中F、F D分别为颗粒受到惯性离心力、颗粒运动受到的空气阻力，N；U tp、U zp、U rp分别为颗粒运动切向速度、轴向速度、径向速度，m/s；m颗粒质量，kg；ρp为颗粒真密度，kg/m3；A颗粒投影面积，m2；U rp0颗粒径向速度的初值，m/s。

为颗粒运动的松弛时间，s；μ气体黏性系数，Pa·S。

考虑颗粒沉降时已达到沉降速度，即。

基于实际工况的空气滤清器旋风分离效率试验研究-提交版20150203 - 副本 - 副本

2 CA6DL2-35E3型柴油机霍尔塞特与威孚增压器总功率曲线万有特性对比试验结果见图3
图3 CA6DL2-35E4U2型发动机霍尔塞特与威孚增压器万有特性曲线CA6DL2-35E3柴油机等速负荷耗气量数据见表3、图4。

表3 CA6DL2-35E3柴油机等速负荷耗气量
转速rpm空燃比
ESC循环排放试验相关转速参数见表5。

表5 ESC循环排放试验相关转速参数
转速参数
循环工况
n idle r/min n lo r/min n hi r/min n ref r/min ESC 700 1020 2280 2217 其中:
n
最大功率50%的功率所对应的最低发动机转速
lo ：
n ref：基准转速
图5 CA6DL2-35E3型柴油机等速负荷耗气量曲线ESC循环发动机实际速度的确定
发动机转速A、B 和C 应按下列公式计算：
转速A=n lo+25%(n hi-n lo)
转速B= n lo+50%(n hi-n lo)
图6 CA6DL2-35E3柴油机 ESC稳态试验循环工况归一化进气流量
图9 CA6DL2-35E3柴油机 WHDC稳态试验循环工况归一化进气流量
图15WHSC 循环工况与额定流量工况实验室寿命对比曲线
5 整车实际路试旋风分离空气滤清器效率验证
为进一步验证标准循环实验室结果与整车实际工况的差异性，针对WHSC 循环工况，试验道路为新疆库尔勒适应性试验规定路段。

全长180km 砂土路，灰尘时间T
阻力P
63。

旋风筒的分级分离效率与其入口风速的关系

RELATION BETWEEN FRACTIONAL COLLECTION EFFICIENCY AND INLET VELOCITY OF CYCLONE
Lu Lei Kao Hongtao Bai Chonggong Lü Hong (College of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Chemical Technology)
3 结论
(1) 在颗粒粒径较小时，旋风筒分级分离效率随着入口风速的增大而增大. 当颗粒粒径达到一定值时，分级分离效率达到100%. 因此，当要分离的物料颗粒粒径较小时，入口风速宜选用较大值；而当要分离的物料颗粒粒径较大时，入口风速可采用较小值. 对于本实验所使用的该类旋风筒，可归纳出其分级分离效率与颗粒粒径之间的关系式为：ηi=1-exp(-kdcp)，其中：k=6.776×10-2.ui1.064，c=20.431.ui-1.616 式中ui为旋风筒的进口风速(m/s)，dp为颗粒粒径(μm). (2) 在入口风速小于18 m/s内，切割粒径随着入口风速的增大而急剧下降，这说明在这个风速范围内，增大入口风速可明显提高旋风筒的分离效率；在入口风速介于18 m/s与22 m/s之间时，切割粒径缓慢降低；而当入口风速大于22 m/s后，入口风速对切割粒径的影响已经非常小了，所以一般情况下入口风速不宜高于22 m/s. (3) 对于新干法水泥窑的旋风预热器系统，由于从下往上各级旋风筒所处理的粉料逐步变细，而目前对各级旋风筒的性能匹配仅局限于考虑总分离效率上，没有考虑到其分级分离效率，因而不能全面体现各级旋风筒的分离性能.
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变径结构提升管反应器内颗粒流动特性的研究

５储料罐；一计量筒一６
多产低碳烃变径结构提升管变径部分采用
收稿日期：０７—０２０７—２。４作者简介：清华，刘在读博士，系电话：５６—８９５３联０４３６１．
Ｅ— ｉ：ｐｌｑ＠１３．ｏｍａｌｕｃｉｈｕ６ｔｍ
化剂，颗粒密度ｐ为１５０ｋ平均直径ｄ为。０ｒ，／ｍ
刘清华孙伟钮根林杨朝合
中国石油大学（华东）重质油国家重点实验室（山东省东营市２７６）５０１
摘要：内径为１在２ｍｍ的提升管反应器冷模试验装置上对变径提升管反应器内部固体颗粒的浓度和速度进行
了试验研究。试验结果表明，采用变径结构的催化裂解多产低碳烯烃提升管反应器，以改变其内部催化剂颗粒可的浓度及速度分布，提高其反应区上部的颗粒速度，同时降低二次反应的发生；与相同直径的传统结构提升管反应器相比较，底部反应区的颗粒浓度和速度径向分布更加均匀；该变径结构在有利于实现大剂油比操作和减少二次
系，而催化剂的预分配状态在相当程度上直接影响着轻质油、低碳烯烃、焦炭及干气产率。目前传统的提升管在多产低碳烯烃兼顾轻质油收率的生产中存在着一些待解决的问题，主要表现在：催化裂解生产丙烯兼顾柴油需要大的剂油比和合适的
停留时间，但是在现有结构提升管中难以二者兼顾。大直径提升管内催化剂密度较低，而且较大的直径会导致近边壁处颗粒浓度增加和管中心颗粒浓度降低，环一结构更加明显，利于即核不提高剂油比和改善油剂接触。较小直径的提升管内虽然可以达到较高的催化剂密度，且固含率并

入口颗粒浓度对旋风分离器压力降影响的实验分析

入口颗粒浓度对旋风分离器压力降影响的实验分析李晓曼;宋健斐;魏志刚;孙国刚;魏耀东【摘要】T he feed concentration is the main parameters influencing the performance of cyclone . With the feed mass concentration range of 5 -550 g/m3 ,the experiments were conducted in the cyclone with a volute inlet for measuring pressure drop .The experimental results showed that the pressure drop decreased as feed concentration increasing , especially , at the beginning of experiment .In addition to the expansion loss at the cyclone inlet , the pressure drop is mainly composed of two parts ,the friction loss of gas‐solid surface in the separation zone depending on tangential velocity ,surface area and friction coefficient ,and the dynamic dissipation loss in the vortex finder determined by tangential velocities and mean axial velocity in the vortex finder .With the increase of feed concentration , the tangential velocities were reduced due to friction loss , resulting in the pressure going up in the vortex finder ,w hich may be the reason that the pressure drop was reduced . The change of pressure drop in cyclone separator led to the inlet flow rate varying ,as a consequence of which ,the inlet flow rate increased significantly with an increase of feed concentration .Finally ,a formula for calculating pressure drop of cyclone was developed based on the Muschelknautz model ,considering the particle effects on the tangential velocity ,which is suitable for predicting pressure drop under the condition of high feed concentration .%旋风分离器的入口气流颗粒浓度对旋风分离器的压力降有重要影响。

新型旋风分离器的试验研究与流场分析

新型旋风分离器的试验研究与流场分析作者：董瑞倩韩亚楠刘云飞王虎来源：《硅谷》2014年第17期摘要文章针对高温高压的条件对传统旋风分离器入口结构进行改进，提出了圆柱形径向插入、端面加导流板结构的新型旋风分离器结构。

由冷态模型下对超细滑石粉和FCC催化剂颗粒的分离效率-压降对比试验结果表明，新型旋风分离器入口结构强度性能优良，虽然对超细粉料分离性能略有不足，但对大颗粒粉料的分离性能接近传统直切入口旋风分离器，可以满足要求。

并且数值流场模拟结果表明，分离器压降与实验结果相一致。

关键词旋风分离器；结构强度；分离性能；高温高压中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0011-01旋风分离器由于其结构简单、无运动部件、成本低、效率高且阻力适中等优点，已在全国石油催化裂化装置中广泛应用。

传统的旋风分离器一般为切向矩形进口的异形结构，不能承受较高的压力与温度，使用的气体操作压力一般小于0.2 MPa。

若将旋风分离器推广应用于粉煤流化床气化、石油化工等过程中更高压力的气体净化处理，为保证分离器的设备强度，尚须对现有的旋风分离器结构再作一些修改，以适应高温、高压工况对设备强度的要求。

目前常用的处理方法是在角接处进行局部加强，如采用加强筋保护角焊缝，然而这种角焊缝加强的效果难以进行计算，工程上只能凭经验进行设计。

这样，矩形入口结构在高温高压条件下存在制造成本高，投资大的问题。

对于催化反应过程中所用旋风分离器的性能与设计，国内外许多研究者已经进行了大量的研究，已趋成熟。

但对煤气化、煤燃烧所用高温加压旋风分离器的运行性能研究仅停留在常温常压理论和少数实验的水平。

1 新型旋风分离器的结构特征工业上常用的旋风分离器一般为矩形切向入口，为了加强旋风分离器的结构性能，本文提出了一种新型的旋风分离器结构。

由圆形入口代替矩形入口，将入口切向进气改为径向进气，并在端部设一导流板，具体为入口采用径向圆柱形式，将入口圆柱形管路伸入筒体部分沿轴线竖直方向切去一半在端部设置一导流板，使进入的含尘气体沿旋风分离器筒壁旋转，以实现气固分离。

管道流动体系中水合物颗粒粒径分布特性数值模拟

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第8期·2912·化工进展管道流动体系中水合物颗粒粒径分布特性数值模拟宋光春1，李玉星1，王武昌1，姜凯1，施政灼1，姚淑鹏1，魏丁2，史培玉3（1中国石油大学（华东）山东省油气储运安全省级重点实验室，山东青岛 266580；2泰能天然气有限公司，山东青岛 266580；3中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，山东东营 257000）摘要：研究管道内水合物颗粒的粒径分布特性对深水流动安全保障具有十分重要的意义。

为模拟管道流动体系中水合物颗粒的粒径分布特性，本文首先建立了基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型。

该模型重点考虑水合物颗粒在流动过程中的碰撞频率、聚并效率、破碎频率及破碎后子颗粒的粒径分布函数，可较好地刻画管内水合物颗粒的流动行为。

随后，根据文献中的实验装置建立三维几何模型，利用FLUENT 14.5软件对上述群体平衡模型和相关固液两相流模型进行联合求解，借此模拟水合物颗粒初始粒径分布、水合物体积分数、管内流速和水合物颗粒初始粒径大小对管内水合物颗粒粒径分布类型及分布规律的影响。

本文模拟结果与文献中相关实验数据吻合良好，可为水合物防治技术的发展提供技术支持。

关键词：管道；水合物；群体平衡；数值模拟；粒径分布中图分类号：TE88 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2018）08–2912–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1858Numerical simulation of hydrate particle size distribution characteristicsin pipeline flowing systemsSONG Guangchun 1, LI Yuxing 1, WANG Wuchang 1, JIANG Kai 1, SHI Zhengzhuo 1, YAO Shupeng 1,WEI Ding 2，SHI Peiyu 3（1Shandong Key Laboratory of Oil-Gas Storage and Transportation Safety, China University of Petroleum, Qingdao 266580, Shandong, China; 2Taineng Natural Gas Co., Ltd., Qingdao 266580, Shandong, China; 3Shengli Oilfield BranchCompany, Sinopec Group, Dongying 257000, Shandong, China ）Abstract: The investigation on hydrate particle size distribution characteristics is of great importancefor the assurance of deep water flow. In order to simulate hydrate particle size distribution characteristics in pipeline flowing systems, a population balance model based on the dynamics of hydrate particle agglomeration was established first. This model concentrated on the collision frequency, agglomeration efficiency, breakage frequency and particle size distribution of the sub-hydrate-particles, and could well describe the flow behavior of hydrate particles. Subsequently, a three-dimensional geometric model was built according to an experimental setup in the literature and then solved using software FLUENT 14.5 together with several relevant solid-liquid two-phase flow models. In this way, the influences of initial hydrate particle size distribution, hydrate volume fraction, flow rate and initial hydrate particle size on the types and regularities of hydrate particle size distribution第一作者：宋光春（1992—），男，博士研究生，主要从事深水流动安全保障方向的研究。

旋风分离器流场与浓度场分布

重点分析了简体与锥体气流旋折区域的流场，以及简体直径、尘的平均粒径、粉中位粒径等参数的影响．根据气固两相流的规律，将上述参数归纳为几个不同的无因次准数群，经试验得出主要无因次准数群再
旋风分离器的分离机理，掌握旋风分离器中速度场、力场、度场的规律，高旋风分离器的性能，直压浓提一
是国内外许多学者研究的内容．者研究了炼油工业ＦＣ装置中反、两器内的Ｄ型旋风分离器的性能，笔Ｃ再
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第３期
徐景洪等：风分离器流场与浓度场分布旋
布．行流逐渐减弱，中心区域的某一点上流速达到０下在．而轴向速度方向，由下行改为上行时，数值逐渐增大，轴心处达到最大值．上行流与下行流的分界面的点组成的曲面是一个多曲抛物面，面半径与其同一高度的旋风器半径之比小于０６上行流区域包括整个强制涡区域和部分准自由涡区域，．．即
管、五孔球探针、托管和滤膜采样器．用ｕ型测压毕
管测量旋风分离器进、口静压差，出五孔球探针测量
旋风分离器的流场情况，毕托管测量旋风分离器的风
量变化情况，滤膜采样器测量旋风分离器内的粉尘浓度分布情况．

螺旋管内气液固三相流颗粒相分布规律

螺旋管内气液固三相流颗粒相分布规律
高晖;郭烈锦;张西民
【期刊名称】《工程热物理学报》
【年(卷),期】2004(25)1
【摘要】为了深入认识螺旋管多相流相分离现象,并为新型螺旋管除砂器设计提供指导,本文应用马尔文粒度仪,测量了螺旋管气水砂三相流底部水平段液膜中的颗粒浓度和粒度分布。

研究表明:在泡状流和分层流条件下,螺旋管底部水平段可形成稳定的连续液膜流动;在宽广的气速范围内,液膜中的颗粒浓度分布规律均为内弯侧较低、外弯侧较高,说明螺旋管除砂器对于实际生产中流动工况的变化具有良好的适应性;泡状流中提高气速有利于分离;分层流中在中等气速条件下外弯侧颗粒浓度最大,中等气速是相分离的最佳操作工况。

【总页数】4页(P69-72)
【关键词】螺旋管;气液固三相流;相分布;颗粒
【作者】高晖;郭烈锦;张西民
【作者单位】西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O359
【相关文献】
1.气液固三相体系的搅拌混合技术（Ⅰ）——颗粒分布 [J], 徐世艾;段辉等烟
2.一种新型螺旋内槽管的气液固三相流数值模拟研究 [J], 辛亚男;张建文;姜爱国
3.PDA测试浮选柱液—固—气三相流中颗粒的流速分布 [J], 朱友益;张强
4.气液固三相搅拌中的颗粒分布研究(英文) [J], 徐世艾
5.弯管内气液固三相流中液膜区流场的PIV测量 [J], 高晖;郭烈锦;赵丙强;顾正萌;宫武旗
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