一柱状旋流分离器旋转涡核边界分布特性 - 自然科学版.PDF

2013年摇 第37卷摇 摇 摇 摇 摇 摇 中国石油大学学报(自然科学版)摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Vol.37摇 No.4 摇 第4期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Journal of China University of Petroleum摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Aug.2013 摇 摇 文章编号:1673鄄5005(2013)04鄄0145鄄06摇 摇 摇 doi:10.3969/ j.issn.1673鄄5005.2013.04.001 柱一状旋流分离器旋转涡核边界分布特性 1 1 1 1 2 1 陈建磊 ,何利民 ,罗小明 , 吕宇玲 ,韩梦媛 ,杨东海 (1. 中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;2.胜利勘察设计研究院,山东东营257026) 摘要:采用微分雷诺应力模型对柱状旋流分离器气体单相流场中的旋转涡核边界分布特性进行数值模拟,阐述涡核 的衰减形态,考察升气管直径、入口面积以及筒体长度变化对旋转涡核边界分布的影响。 结果表明:零轴速包络边 界与旋转涡核边界分属不同面,二者分布于升气管投影面的两侧;旋转涡核在分离器中的自然终止形态是涡核尾端 弯曲终止于壁面,并沿壁面做圆周运动;涡核边界宽度随升气管直径的减小、入口面积的增大而减小;当筒体较短 时,在较大跨度的升气管直径分布内,涡核边界沿轴向近似成柱状分布。 筒体长度增加会使切向速度沿轴向产生衰 减,涡核边界在升气管入口区域向外扩张,沿轴向向下逐渐收缩。 关键词:旋流分离器;切向速度;零轴速包络面;涡核;数值模拟 中图分类号:TQ051郾8摇 摇 摇 文献标志码:A Rotating vortex core boundary distribution behavior in cylindrical cyclone separator 1 1 1 1 2 1 CHENJian鄄lei ,HE Li鄄min ,LUO Xiao鄄ming ,L譈 Yu鄄ling ,HAN Meng鄄yuan ,YANG Dong鄄hai (1.College of Pipeline Civil Engineering in China University of Petroleum,Qingdao266580,China; 2.ShengliEngineering Consulting Company Limited,Dongying 257026,China) Abstract:Differential Reynolds stressmodelwasusedtosimulaterotatingvortex coreboundaryof gasphaseflowfieldincy鄄 lindrical cycloneseparator. Theattenuationformofvortexcorewasexpoundedandtheeffectsofvortexfinderdiameters,inlet areas and separator lengths onthe distribution of rotatingvortex coreboundarywere studied. Theresults show that zero axial velocity boundary and rotating vortex core boundary are different,which locate on both sides of vortex finder projection sur鄄 face respectively. The natural termination form of rotating vortex core in