压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用Fluent软件,结合雷诺应力模型(RSM)和混合多相流(Mixture)分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

压载水旋流预处理单元的优化设计与数值模拟

压载水管理公约 D2对压载水中颗粒物粒径范围及含量做出了明确规定。为满足此规定,水力旋流器逐步开始应用于船舶压载水处理系统中。为了提高水力旋流器的分离效率,通过改变水力旋流器的入口结构对水力旋流器进行优化,即将入口结构设计为阿基米德螺线形入口来增加流体转动速度,降低能量消耗,从而提高分离效率。应用 Fluent软件,结合雷诺应力模型（RSM）和混合多相流（Mixture）分析方法,对优化前、后的水力旋流器进行固-液两相流数值模拟。模拟内容包括水力旋流器内的速度分布、固相体积分数分布以及分离效率等。通过对比2种模型的模拟结果,说明优化的水力旋流器内部的流场速度以及分离效率均有一定的提高,达到了优化目的。     

底部挡板对圆柱型旋流器流场影响的研究

圆柱型旋流器因其结构简单,磨损小,是国外水润滑轴承净水装置的主流应用型式。本文基于CFD软件Fluent对水润滑轴承供水系统的过滤装置-旋流器流场进行了数值模拟,分析了底部档板对旋流器中速度场和压降的影响。分析结果表明:底部有挡板的旋流器的自由涡比例几乎为零,有利于提高分离效率,由于挡板的存在,破坏空气柱的形成,有效地降低了能耗。通过试验验证了数值模拟结果的正确性,为旋流器的设计提供参考,具有实际应用价值。     

液／固旋流器分离性能的研究

利用Eulerian方法，结合RSM湍流模型，对旋流器内部的液／固多相流动进行了数值模拟，对分离效率与液相分流比和旋流器锥体高度、柱体高度之间的关系进行了系统的研究。在此基础上设计了用于室内实验的液／固旋流器，并进行了水／砂、油／砂分离实验，数值模拟结果与实验数据吻合很好，验证了数值模拟方法的正确性。实验研究了入口流速、油水比例和旋流器级数对旋流器分离效率的影响。此外，根据量纲分析得到了一定Re数范围内分离效率η与Stk数之间的函数关系。     

一种用于疏浚泥沙分离的水力旋流器效率分析

研究用于疏浚泥沙分离的短柱型水力旋流器性能,应用FLUENT软件建立水力旋流器内两相湍流三维模型。主要分析了短柱型旋流器对疏浚泥的分离效率,并给出不同颗粒直径与旋流器直径之间的关系公式,得到最佳旋流器几何尺寸,为用于疏浚泥水力分离旋流器的设备选型提供依据。     

切向单双入口旋流器油-水两相分离流场及特性研究

运用雷诺应力模型（RSM）及两相流 MIXTURE 混合模型和 SIMPLEC 算法对切向单、双入口旋流器内的流场进行模拟分析。采用作图法描述了锥段中间截面处的切向速度、径向速度、湍动能及湍能耗散率,使内部复杂旋流流场的分析得以简化。模拟结果表明：单入口旋流器内流场具有不对称性,呈现偏心结构,双入口旋流器流场具有较好的对称性;油-水分离时,切向双入口旋流器中的分离效率为96%,高于单入口旋流器的94%,但同时增大了能量消耗。实验测试结果显示：流量为3 m3/ h 时的实际分离效率为90%,与模拟结果的平均误差为5%,处理流量相同时,采用切向双入口旋流器更能提高分离效率。     

水力旋流器油-水分离性能数值模拟

本文对两种不同入口型式的水力旋流器的流场进行了数值模拟,湍流模型采用雷诺应力模型,并结合油-水两相流MIXTURE混合模型进行分析,得出：单入口旋流器流场切向速度、轴向速度呈偏心分布,而切向双入口型式的旋流器流场分布对称性明显优于单入口型式;切向双入口旋流器在油-水两相分离时,油相浓度沿着径向方向变化率更大,且更易于向中心区汇聚,利于分离,分离效率要高于单入口旋流器;实验结果证明了模拟结果的正确性。     

黄姜皂素清洁生产工艺试验研究

传统皂素生产工艺在皂素生产过程中,不仅造成了优质淀粉资源的巨大浪费,而且还造成环境污染及其所带来的高昂的污染治理费用。采用水洗淀粉法,即从皂素生产的源头把淀粉从黄姜中分离出来。这种工艺不但回收了淀粉,提高了皂素的收率,淀粉回收率平均约为46.3%,皂素收率提高了1.1%,而且还降低了皂素废水的处理难度,末端废水COD从原来的33615mg/L降为12285mg/L。该工艺简单、投资费用少,在实际生产中有较好的应用前景。     

EEDI指数新规则下压载水除沙旋流器设计

为适应IMO对“新船能效设计指数（EEDI）”的新要求,减少有害物排放,分析了EEDI指数与船舶压载水的关联性,设计了一套可用于去除海水中不同直径颗粒泥沙的旋流器,对旋流器内的切向速度、静压等进行了数值模拟。实验测试结果显示,该旋流器对10μm直径以上的泥沙分离率达到90%以上,总体过滤性能达到90.43%,能减少压载水泥沙含量,从而达到降低EEDI指数目的。     

基于旋流器的船厂车间焊接烟尘除尘性能研究

旋流器是借助超重力场的离心力作用使粉尘颗粒从旋转的气流中分离出去的装置.通过理论研究、数值模拟、优化设计等方式,借助FLUENT软件对旋流器的三维流场、内部压力、粉尘颗粒运动情况进行模拟分析,根据分析结果选择采用改变排气管插入深度以及改变圆筒体与圆锥体比例的方式,设计出更优型的旋流器,当排气口插入深度由0.5 m增加到0.9 m时,焊接烟尘的除尘效率从63％增加到66.8％;当圆筒体和圆锥体的长度由1.2m、1.6m分别改变为1.4m、1.4m和1.6 m、1.2m时旋流器的除尘效率从63％增加到64.2％和65.1％,验证了优化方案的可行性.