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基于FLUENT的重整加热炉集合管防腐蚀结构优化

陈志静 , 郭福平

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201508017

针对催化重整装置加热炉集合管盲端的腐蚀现象,运用腐蚀理论对其进行了机理研究.结果表明,在操作工况下,出口集合管盲端法兰内侧发生高温硫腐蚀,富氢环境使腐蚀产物疏松多孔,在高流速流体冲刷下发生冲刷腐蚀.采用FLUENT软件对集合管流场特性进行了模拟分析,结果表明,出口集合管盲端法兰内壁面右下侧形成了漩涡流,连续不断冲刷壁面;漩涡强度随介质处理量的增加而增大,当处理量为168 t/h时,涡量值为240 s-1,切向速度达到16 m/s.模拟计算结果与实际集合管的检测结果吻合较好.同时,对平盖进行了防漩涡结构优化设计,在相同工况下进行数值模拟,结果表明,优化的平盖结构具有较好的防冲刷腐蚀作用.

关键词: 集合管 , 腐蚀机理 , 漩涡 , FLUENT , 结构优化

单喷嘴横流气雾两相流掺混实验研究

张海滨 , 刘利 , 孙慧娟 , 白博峰

工程热物理学报

采用PIV设备测量了方腔通道内气体液雾两相交叉横向流的掺混,液滴通过旋流雾化喷嘴产生,获得了沿横流方向不同掺混横截面的液滴分布图和液滴运动流线图.比较了三种喷嘴布置角度(60°,90°,120°)在不同气流速度下的掺混效果.结果表明:在横流作用和壁面约束的影响下,流场中出现不同尺度的漩涡,大涡的卷吸与离心作用导致液滴分布不均匀,影响了雾滴与气相的掺混.随着掺混的发展,大涡的强度和尺寸均减小,对雾滴影响减弱,掺混变好;三种喷嘴布置角度下,60°掺混最好,90°次之,120°最差.

关键词: 横流 , 掺混 , 液滴分布 , 漩涡 , PIV

转炉出钢过程中涡流卷渣的数值模拟研究

王建强 , 李俊国 , 韩志杰

钢铁钒钛

为了提高转炉出钢挡渣效率,改善钢水质量,需要研发出更高效低耗的新型挡渣方法.利用CFD流体模拟软件Fluent6.3,通过基于压力的分离隐式求解器,采用k-ω双方程模拟出炉内钢液不同初始液位下静态出钢过程.通过对出钢过程的流场分析,从数学模拟的角度阐述了初始液位不同高度下的漩涡形成时间、漩涡的运动轨迹、出钢过程转炉内钢液的运动特征,针对涡流引起卷渣现象的研究,为今后研制新型挡渣方法提供了理论指导.

关键词: 转炉 , 挡渣 , 漩涡 , 运动轨迹 , 流场分析 , 数值模拟

热风炉管路模型共振与极限共振的频谱特征

邢桂菊 , 武永刚

物理测试 doi:10.3969/j.issn.1001-0777.2007.06.004

以高炉热风炉输入管路为背景,按1:120比例建立了有多个90°转弯和一个文氏管的水力模型,考察了不同入口流速激励下管路共振和极限共振时频率与功率谱特征,得到了极限共振时主要频率的功率值是共振时的上千倍及是非共振时上万倍的测量结果,以及共振、极限共振的主频幅值与管流速呈e指数变化规律.指出当主频幅值在能级跃迁以下的共振是可以控制和利用的,而当主频幅值出现能级跃迁的极限共振会对工业管路造成致命的破坏.同时利用CCD系统观察了管路激振区域内流体漩涡结构的急剧变化,流动显示证明,加大管流入口流速,促使管内湍流激化,而湍流中漩涡的生成和脱落是诱发共振及达到极限共振的主要因素.

关键词: 流动诱导振动 , 极限共振 , 频谱 , 漩涡 , 能级跃迁

薄板坯连铸结晶器非稳态湍流大涡模拟研究

李宝宽 , 刘中秋 , 齐凤升 , 王芳 , 徐国栋

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00464

本文利用大涡模拟模型分析薄板坯连铸钢液非稳态湍流特性,其中非稳态湍流流动N-S方程采用盒式函数进行滤波处理,亚格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型.将大涡模拟结果与粒子图像测速及超声探伤结果进行分析比较来校正模型.通过对薄板坯连铸过程进行数值分析,获得了结晶器内非稳态钢液湍流的流动特征,包括流场的漩涡分布及大涡拟序结构的形成、发展、脱落和破碎过程,并发现即使水口和结晶器在几何上完全对中,结晶器内湍流分布也不对称,偏流产生是必然的,同时导致弯月面较强的波动.随着非稳态时间的延长,结晶器内钢液偏流在两侧呈现周期性变化,周期约为40 s.

关键词: 连铸结晶器 , 非稳态 , 大涡模拟 , 漩涡

板坯结晶器液面波动的数学物理模拟及其特点

刘和平 , 王忠英

钢铁研究 doi:10.3969/j.issn.1001-1447.2002.02.014

从数学和物理模拟两方面综述结晶器液面波动行为的研究现状,分析结晶器液面波动的特点,给出了影响液面波动的相关因素,讨论了液面波动对铸坯质量的影响及控制措施.

关键词: 液面波动 , 卷渣 , 漩涡

热风炉管路模型共振与极限共振的频谱特征

邢桂菊 , 武永刚

物理测试

以高炉热风炉输入管路为背景,按1:120比例建立了有多个90°转弯和一个文氏管的水力模型,考察了不同入口流速激励下管路共振和极限共振时频率与功率谱特征,得到了极限共振时主要频率的功率值是共振时的上千倍及是非共振时上万倍的测量结果,以及共振、极限共振的主频幅值与管流速呈e指数变化规律。指出当主频幅值在能级跃迁以下的共振是可以控制和利用的,而当主频幅值出现能级跃迁的极限共振会对工业管路造成致命的破坏。同时利用CCD系统观察了管路激振区域内流体漩涡结构的急剧变化,流动显示证明,加大管流入口流速,促使管内湍流激化,而湍流中漩涡的生成和脱落是诱发共振及达到极限共振的主要因素。

关键词: 流动诱导振动 , extreme resonance , frequency spectra , vortex , energy levels transition

薄板坯连铸结晶器非稳态湍流大涡模拟研究

李宝宽刘中秋齐凤升王芳徐国栋

金属学报 doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00464

本文利用大涡模拟模型分析薄板坯连铸钢液非稳态湍流特性, 其中非稳态湍流流动N--S方程采用盒式函数进行滤波处理, 亚格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型. 将大涡模拟结果与粒子图像测速及超声探伤结果进行分析比较来校正模型. 通过对薄板坯连铸过程进行数值分析, 获得了结晶器内非稳态钢液湍流的流动特征, 包括流场的漩涡分布及大涡拟序结构的形成、发展、脱落和破碎过程, 并发现即使水口和结晶器在几何上完全对中, 结晶器内湍流分布也不对称, 偏流产生是必然的, 同时导致弯月面较强的波动. 随着非稳态时间的延长, 结晶器内钢液偏流在两侧呈现周期性变化, 周期约为40 s.

关键词: 连铸结晶器 , unsteady , large eddy simulation , vortex

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