旋风分离器气固两相流数值模拟

硕士学位论文开题报告及论文工作计划书
课题名称XLP/B型旋风分离器气固两相流数值模拟
学号____________ 1000484 _______
姓名________ 曹_________
专业_______
学院机械工程与自动化学院一
导师________ 张
副导师__________________________
选题时间2011年9 月22 日
东北大学研究生院
年月日
填表说明
1、本表一、二、三、四、五项在导师指导下如实填写。

2、学生在通过开题后一周内将该材料交到所在学院、研究所。

3、学生入学后第三学期应完成论文开题报告，按有关规定，没有完成开题报告的学生不能申请论文答辩。

、立论依据课题来源、选题依据和背景情况、课题研究目的、理论意义和实际应用价值
实际应用价值：本课题研究的意义不仅仅在于能够解决困惑企业设计人员的实际问题，为企业对其产品的设计、检验、改造和优化提供实际的参考和指导，更大的意义在于能够为企业在降
低产品的生产成本、提高产品的设计水平、提高企业核心竞争力方面提供思路和方法，本课题的研究结果具有一定的实际意义和经济价值。

旋风分离器内部进行的是两相流运动是气相和固体颗粒相的分离过程，而固体颗粒的运动在很大程度上取于分离器内湍流的运动。

对湍流及其模型的研究具有十分重要的意义。

在综述旋风分离器内湍流模型和数值模拟相关研究进展的基础上，着重分析了k- &双方程模型和雷诺应力模型在旋风分离器流场预测方面的进步和不足，并展望今后湍流模型的发展趋势。

随着旋风分离器理论研究的不断深入、计算机技术的不断发展和各种数学模型理论的不断完善，利用在数学模型基础上开发出的仿真软件代替具体的试验环境进行旋风分离器的研究与设计不仅可以节省大量的人力、物力和资金，而且可以更快地得到结果，并且所得结果也更合理、更全面、更有效。

目前已有许多单位和科研院所将计算机仿真技术引入了旋风分离器的研究与设计，这将为广大科研工作者带来了极大的方便。

、文献综述国内外研究现状、发展动态；所阅文献的查阅范围及手段
的旋转流动，得到了较合理的结果
（二）所阅文献的查阅范围及手段
主要通过以下数据库查询相关资料并且阅读相关书籍及文章中文数据库：中国科技期刊数据库1989-2009
中国学术期刊全文数据库1994-2009
万方数据库：中国科学技术成果库1986-2009
中国专利文献数据库1985-2009
中国学术会议论文数据库1989-2009
中国学位论文数据库1977-2009
中国优秀博硕士论文1999-2009
国家科技图书文献中心（中文）1980-2009
外文数据库:
美国《科学引文索引》（SCI）世界专利索引（DII）
1975-2009 1963-2009
欧洲专利数据库（Esp@cenet2000-2009
Curre nt Contents Connect1998-2009
美国《工程索引》（El COMPEN 主要
参考文献：
1998-2009
[1 ] L IM K S , KIM H S , L EE K W. Characteristics ofthe collectio n efficie ncy for a cyclo ne with differe ntvortex fin der shap es [J ] . Aerosol Scie nee , 2004,35(6) : 7432754.
[2 ] XIANG Ron gbiao , PARK S H , L EE K W. Effect sof cone dime nsion on cyclo ne performa nee [J ] . Aero2sol Scie nee , 2001 , 32 ⑷：5492561.
[3 ] ZHU Yifang , L EE K W. Experime ntal study on small cycl ones operat ing at high flowrates [J ] . Aero2sol Science , 1999,30 (10) : 130321315.
[4 ] (丹)霍夫曼,(美)斯坦因.旋风分离器--------- 原理、设计和工程应用[M].彭维明，姬
忠礼,译.北京:化学工业出版,2004 : 2212223.
[6 ] 黄兴华，王道连，王如竹，等.旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究[J ].动力工程,2004,24 (3) : 4362441.
[7 ] 钱付平，章名耀.温度对旋风分离器分离性能影响的数值研究[J ].动力工程，2006 , 26 ( 2) : 2532257 ,277.
三、研究内容(
2•拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析
首先，针对典型的有代表性的旁路式旋风分离器进行分析，本文选用选取XLP/B旋风分
离器，掌握其相关参数，建立待分离物料模型，分析物料运动状态，建立理论力学模型；其次，利用三维绘图软件对旋风分离器机体部分建立有限元模型，然后将建立的模型导入有限元分析软件，建立其数学模型；第三，利用ANSYS Flue nt软件，在进行合理简化的基础上分别计算旁路式分离器中气、固两相流的瞬时分布，随时间变化流体的流动路径分布，不同参数下的两相流的流场计算。

温度、进口速度，进出口尺寸参数对两相流流场的影响。

第四，对旋风分离器不同条件下模拟结果分析；最后，对旋风分离器进行参数优化，使得优化后的旋风分离器结构内气固两相流分布最佳，分离效果最好。

近些年来，随着CAE技术的快速发展，应用有限元法对机械设备进行强度分析的研究逐渐增多。

有限元法成为现代设计一种可靠且有效的工具。

本文研究的重点在于对旋风分离器内部气固两相流进行模拟分析。

虽然目前尚未有对XLP/B旋风分离器内气固两相流的研究，
并且ANSYS Flue nt作为一种大型的有限元分析软件，其功能十分强大，近几年的开发与发展，使得其功能愈来愈强大与完善，所以本文选用ANSYS Flue nt对旋风分离器内进行有限
元分析是可行的。

四、研究基础
五、工作计划
六、评审意见
东北大学硕士研究生学位论文选题报告评分表
备注：评审专家只对五项指标每一项的最后一栏内打分（百分制），不必计算总分。