FLUENT旋流分离器模拟

旋流分离是一种广泛应用于流程工业、油气工业和水泥工业的分离技术。旋流分离器内发生的分离机制称为分级，即细颗粒和粗颗粒以及较轻和较重的颗粒根据其在流体中的最终速度进行分离。旋流分离器的工作原理是在初级阶段诱导螺旋旋转，由于离心力的作用，使悬浮颗粒的径向加速度增强。传统的圆柱形旋流装置由一个锥形容器、两个出口（底流和溢流）和一个与圆柱形截面相连的进料口组成，出口均位于对称轴上。底流位于圆锥体的顶端。溢流管是通过旋流分离器顶部的内管。溢流管伸入旋流筒体的部分是一个短的、可移动的部分，称为涡流探测器。涡流探测器防止进料短路直接进入溢流口。

由于外加涡流，较大的颗粒径向迁移到外壁，然后螺旋下降到底流。较小的粒子迁移速度较慢，在旋风中心以向上的螺旋形被捕获，并通过涡流探测器从顶部离开。液体旋流器，俗称水力旋流器，对大气开放，增加了额外的复杂性。由于旋风轴处的低压，气体可能回流，形成气芯。实验结果表明，在涡流探测器下的中心核心区，切向速度随径向距离的增大而急剧增大；在中心核心区外，切向速度随半径的增大而减小。

 1     启动FLUENT并导入网格 
（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 2020→Fluid Dynamics→Fluent 2020命令，启动Fluent 2020。

（2）单击主菜单中File→Read→Mesh命令，导入.msh网格文件。

 2     定义模型 

单击命令结构树中General按钮，弹出General（总体模型设定）面板，在Solver中Time选择Steady，进行稳态计算，勾选Gravity，Z填入-9.81。。

 3     设置湍流模型 

在模型设定面板Models中双击Viscous按钮，弹出Viscous Models对话框，在Model中选择Realizable k-epsilon，Near-Wall Model选择Enhanced Wall Treatment，单击OK按钮确认。

 4     设置边界条件 

（1）在边界条件面板中，双击inlet弹出边界条件设置对话框。Velocity Magnitude输入2.3344，单击OK按钮确认退出。

（2）双击pout_overflow弹出边界条件设置对话框。勾选Radial Equilibrium Pressure Distribution，单击OK按钮确认退出。

 5     初始条件 

单击主菜单中Solution→Initialization按钮，弹出Solution Initialization（初始化设置）面板。

Initialization Methods中选择Hyper Initialization，单击Initialize按钮进行初始化。

 6     计算求解 

单击主菜单中Solving→Run Calculation按钮，弹出Run Calculation（运行计算）面板。

在Number of Iterations中输入500，单击Calculate开始计算。

 7     结果后处理 
（1）双击A6栏Results项，进入CFD-Post界面。

（2）显示云图。

本篇文章来源于微信公众号: 南流坊