旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别.pdf

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1、第39卷增刊1煤炭学报Vo1．39Supp．12014年5月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYM．dy2014梁绍青，王铖健．旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别[J]．煤炭学报，2014，39(s1)：262—266．doi：10．13225／j．enki．jccs．2013．0637LiangShaoqing．WangChengjian．Numericalsimulationoftheflowfieldinacycloneseparatorandvo~exidentification~J]．JournalofChi—naCoalSociety，2014，39(

2、S1)：262—266．doi：10．13225／j．cnki．jCCS．2013．0637旋风分离器流场数值模拟及其涡结构识别梁绍青，王钺健(1．东南大学总务处，江苏南京210000；2．中国矿业大学电力工程学院，江苏徐州221008)摘要：采用计算流体力学软件Fluent，基于非稳态雷诺应力湍流模型对旋流分离器流场进行了模拟。得到了旋流分离器内部切向速度和轴向速度分布，并与实验值进行对比；同时将Q判据应用于旋风分离器内漩涡结构的识别，比较了切向进口处两种不同网格结构对涡结构的影响。结果表明：非稳态的雷诺应力湍流模型模拟结果对切向速度进行很好的预测，几乎与实验一致，轴向速度与实

3、验结果趋势一致，能够很好的预测轴向速度的“驼峰”结构；切向进口处的网格质量由于伪扩散对模拟结果有影响，需要进行优化；利用Q判据能够将旋风分离器内部的旋进涡及环形空间二次涡进行准确识别，在旋风分离器中心轴线附近及环形空间存在漩涡。关键词：旋风分离器；RSM模型；伪扩散；Q判据中图分类号：TH237．5文献标志码：A文章编号：0253—9993(2014)S卜0262—05NumericalsimulationoftheflowfieldinacycloneseparatorandvortexidentificationLIANGShao—qing．WANGCheng．jian(1．

4、OfficeofGewmfServices，SoutheastUniversity，Nang210000，China；2．SchoooJEfecrLcwetEngineering，inaUniversity0，Mining＆Technolo‘gY，Xuzhou221008，China)Abstract：TheflowfieldinacycloneseparatorwassimulatedwiththeunsteadyRSMturbulencemodelbyusingtheCFDsoftwareFluent．Thetangentialandaxialvelocitydistribu

5、tionsinsidethecycloneseparatorwasgotandcomparedwiththeexperimentresults．Vortexidentificationswasemployedtodistinguishtheactualvariousvorticesincycloneseparatorwiththeconsiderationoftwokindsofmeshingstructuresatthetangentialinletzone．Itwasfoundthattheun—steadyRSMmodelhasagoodperformanceinthesi

6、mulationofthecycloneseparator．Thetangentialvelocityconsistentwellwiththeexperimentalresultandthe‘Humpstructure’ofaxialvelcotiyispredicted．tothefalsediffusion．Themeshatthetangentialinletofcycloneseparatorhasagreateffectonthesimulationresultbyanalyzingthefalsediffu—sion。TheQvortexidentification

7、canbeemployedtodistinguishtheswirlingflowaroundtheaxisandthesecondaryed—diesintheannularspaceofcycloneseparator．Keywords：cycloneseparator；RSMmodel；numericaldiffusion；Qcriterion旋风分离器由于其结构简单、低价的优点，在电单，但是描述其内部的三维强旋流动却比较困难。随力、冶金等工业被广泛的使用。虽然它的几何结构