高温条件下旋风分离器内气相流场的数值模拟

摘要

通过FLUENT6.1流体计算软件,采用改进的各向异性的RSM模型,对直径300mm的蜗壳式旋风分离器,在入口气速20m/s条件下,对293～1273K的气相流场进行了数值模拟.模拟结果与实验数据吻合较好,表明温度变化对旋风分离器的流场有较大影响,尤其是对切向速度影响很大.旋风分离器内气相流场的切向速度随温度的升高而降低,同时强制涡区扩大,沿轴向的衰减增大,两者的关系式为-Vt/Vt0=kλH/D.当温度超过1000K,切向速度降低幅度趋于减小.由于温度升高导致气流的旋转强度下降而使下行的轴向速度略有降低,上行的轴向速度略有升高.温度变化引起气体粘度和切向速度的变化而影响旋风分离器的分离性能,当温度达到1273K时,气体粘度增大使切割粒径dp50T增加1.58倍,而切向速度降低使切割粒径dp50T增加1.23倍,切向速度与气体粘度的作用是同等重要的.