文档介绍：离心式通风机内稀疏气固两相流整机三维数值模拟
田贵昌李宝宽/东北大学
陈中才李泰勋/ 沈阳鼓风机通风设备有限公司
摘要:利用颗粒轨道模型对通风机内部稀疏气固两相流动进行了数值模拟,重点分析了最优工况下不同粒径粒子轨迹分布情况。模拟得到了不同直径的固体颗粒在风机中的运动轨迹,积尘分布。这些结果为研究风机磨损,延长使用寿命提供理论基础。
关键词:离心式通风机;三维数值模拟;气-固两相流
中图分类号:TH432 文献标识码:B
文章编号:1006-8155(2007)05-0009-07
3-D Numerical Simulation of the Sparseness Gas-solid Two-phase Flow Field in Centrifugal Fan
Abstract: In this paper, particle trajectory model is applied to numerically simulate the sparseness gas-solid two-phase flow field in fan. Especially, the tracks’ distribution of particles with different diameters is analyzed under the best operation. The result provides theory basis for studying the abrasion and prolonging service life of centrifugal fan.
Key words: centrifugal fan; 3-D numerical simulation; gas-solid two-phase flow
0 引言
叶轮机械中的通风机、鼓风机等用途比较广泛,受工作环境的影响,这些叶轮机械在运行中经常有固体颗粒渗入。据我国风机行业协会统计,输送气固两相混合物的风机约占我国风机年产量的40%,所以对通风机气固两相流的研究有重要的意义。
据调查,“磨损比较严重的风机在半个月以内就要更换叶轮,一般运行3个月或者半年以后,就要进行补焊,才能维持大修周期,方能使风机在恶劣的环境下工作时能保证较高的效率和安全系数”[1]。国外对此研究较早,[2]在1982年采用三维气体流场计算了汽轮机定子中的粒子运动轨迹。M. Fathy和Tabakoff E[3]在1983年提出了反弹模型理论,但是并没有见到在现实中的应用。国内的费瑞乾[4]考察了边界层对粒子轨迹的影响。姜晓敏等人[5]提出了二相三元带粒流动的基本方程和一种用于叶轮机械的双重流面求解模型。樊建人等人[6]提出了高浓度气固两相流中颗粒―颗粒随机碰撞新模型。蔡兆麟等人[7]计算了离心通风机叶轮内的气固两相流动,对叶轮进口处气固两相在不同条件下的计算结果进行了比较。但是由于前人所作的工作受到当时计算机水平的限制或者其他的原因,所做的工作大多是局限在叶轮区域或者蜗壳区域,计算结果不具备整体性,对颗粒的充分湍流发展有一定的限制。
为此,本文在田贵昌等研究离心通风机内部单相流流场、压力场分布[8]的基础上,采用颗粒轨道模型研究稀疏相下气体和固体粒子在整个风