压力对旋风分离器内颗粒浓度分布影响的模拟

摘要

为了分析压力变化对旋风分离器内颗粒浓度分布的影响,利用Fluent 6.1软件,气相流场采用修正的雷诺应力模型,颗粒相运动采用颗粒随机轨道模型,对0.1～6.5 MPa压力下旋风分离器内气、固两相流流场进行了模拟。结果表明,在入口浓度一定的条件下,随着压力的升高(<3.0 MPa),器壁颗粒浓度逐渐呈螺旋状灰带分布,旋风分离器内旋流区域的颗粒浓度减小,旋风分离器分离能力增强。压力增加一方面使气体切向速度增加,颗粒所受离心力增加;另一方面,气体的湍流强度增大,颗粒的扩散作用增强。当压力超过3.0 MPa后,压力增加对气体切向速度影响不大,而颗粒扩散增加,旋风分离器内旋流区域颗粒浓度增加,对颗粒分离不利。旋风分离器的径向颗粒浓度分布可以用指数函数描述,其中颗粒的径向速度、颗粒的扩散系数和边壁的颗粒浓度是影响颗粒浓度分布的主要因素。旋风分离器粒级效率随压力的增加而增大,当压力超过3.0 MPa后,压力增加对粒级效率影响不大。