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气液颗粒CFD流体仿真设计

 

1 背景介绍

 

本文主要通过CFD流体计算软件计算分离板工作过程中,空气从进风面流入后,经过分离板过滤后,出风面的压力和压力损失,从而为系统中风机的选型和结构优化设计做准备。

 

2 计算过程

 

计算过程分为模型建立、网格划分,设置计算、结果分析。以下分别针对每一项分别说明。

 

2.1 建立模型

 

模型根据项目以及项目中利用的分离板的实际尺寸进行建立模型,模型是产品结构设计尺寸如下图所示:

 

 


通过结构模型,再画出分离板气体通道3D模型,如下图所示:

 

如图2所示,气体从单个叶片的通道通过分离板,分离板的通道就是并联,通道中气流状态方程是相同的,这样分析一个通道单元的压力损失就可知整体分离板的压力损失情况。

 

2.2 网格划分

 

通过2.1节的分析,可知针对一个通道单元进行网格划分如图3,4所示:




网格数量为164万,并在紧贴叶片处进行也边界层网格的划分,网格质量达到0.35以上,满足流体计算软件的要求。

 

2.3 设置计算

 

 

根据轴流风机的通风量为6300 m3 /h,分离板进风面积为S=0.846x0.546 ,计算可知分离板通道进风风速有:


     

 

 

 

 

由此可以判断通道中的流态属于湍流状态。

 

设置如下:

 

1)气体采用常规气体,气体密度恒定,稳态计算;

2)湍流模型选择 湍流模型,标准壁面函数法,湍流程度设置为中等湍流强度;

3)入口边界条件设置为速度入口边界条件,入口风速为3.78m/S ,湍流强度设置为中等湍流强度;

4)出口边界设置为出口压力边界条件,出口表压设置为0pa,湍流强度设计为中等湍流强度;

5)模型其他壁面选择无滑移壁面设置;

6)速度场合压力场迭代方法选择simple方法,压力差分选择标准压力差分方法,动量、湍流耗散等选择;

 

3 结果分析

 

通过计算可得分离板通道的速度分布图,如图5所示:

 





压力分布图如图6所示:


最后得到:

Area-Weighted Average

                          Total Pressure      (pascal)

                          inlet            374.33542

                          outlet           40.492653

 

从而可知分离板的压力损失为333pa。


结论:

 

通过CFD计算得到了分离板的实际的压力损失为333pa。


 

 

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