过滤分离器流场的CFD数字模拟及应用

论文摘要

过滤分离器是运用聚结脱水的原理实现油水分离的设备。过滤分离器内部流场是影响过滤分离器脱水性能的关键因素之一,对过滤分离器内部的流场进行分析计算是过滤分离器设计的重要环节。本文使用Fluent软件对过滤分离器内部流场进行了模拟分析,首先建立用于模拟分析的过滤分离器简化模型,然后采用四面体和六面体混合划分网格,运用SIMPLE算法,模拟分析了立式和卧式的过滤分离器内部流场。通过Fluent软件模拟分析结果与SFM计算结果的对比,验证了Fluent软件模拟分析的正确性。在此基础上,从影响过滤分离器水分离效率的因素出发,运用Fluent软件模拟分析了立式和卧式过滤分离器内部滤芯位置的布置方式、聚结滤芯流量的分配以及聚结滤芯的渗透率对立式和卧式过滤分离器内部流场流速分布的影响,为立式和卧式过滤分离器的内部结构、配流盘和聚结滤芯的设计和制造提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外发展的现状
• 1.3 计算流体力学
• 1.3.1 计算流体力学的应用现状
• 1.3.2 计算流体力学的发展趋势
• 1.3.2.1 关于较复杂问题的仿真
• 1.3.2.2 在人工智能技术中的应用
• 1.4 CFD软件
• 1.4.1 Fluent软件的特点
• 1.4.2 过滤分离设备模拟技术的发展
• 1.5 课题研究的内容、目的和意义
• 第二章 过滤分离器的理论基础
• 2.1 过滤分离设备的分类
• 2.1.1 离心法过滤分离设备
• 2.1.2 吸附法过滤分离设备
• 2.1.3 膜分离法过滤分离设备
• 2.1.4 聚结法过滤分离器
• 2.2 过滤分离器的内部滤芯的布局
• 2.2.1 边对边型
• 2.2.2 端对端型
• 2.3 过滤分离器的机理
• 2.3.1 聚结过程
• 2.3.2 分离过程
• 2.4 过滤分离器的特性参数
• 第三章 过滤分离器模型的建立和模拟
• 3.1 模型的建立与网格的划分
• 3.1.1 过滤分离器模型的建立
• 3.1.2 过滤分离器模型网格的划分
• 3.2 数学模型的建立
• 3.3 边界条件的设定
• 3.4 算法的选择
• 3.4.1 耦合与分离解法的选取
• 3.4.1.1 分离解法
• 3.4.1.2 耦合解法
• 3.4.2 压力-速度耦合方程求解算法的选取
• 3.4.3 对流插值算法的选取
• 3.4.4 压力插值算法
• 3.5 模型的模拟仿真和验证
• 3.5.1 模型的模拟仿真
• 3.5.2 模拟方法的验证
• 第四章 过滤分离器的模拟分析
• 4.1 影响过滤分离器分离效果的因素
• 4.1.1 分离滤芯方面
• 4.1.2 聚结滤芯方面
• 4.1.3 滤芯布置
• 4.2 过滤分离器的模拟分析
• 4.2.1 过滤分离器滤芯位置的分析
• 4.2.2 过滤分离器配流盘的分析
• 4.2.3 过滤分离器滤芯的分析
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件