CFD技术在化工机械设计的应用
6页1、精品范文模板 可修改删除撰写人:_日 期:_CFD技术在化工机械设计的应用摘要:在化工生产过程中,化工机械设计是重要的组成部分,通过机械设计制造出高性能的化工生产设备,从而提高化工企业生产效率和质量。我国正在加大化工机械设计的投入力度,积极应用先进的设计技术,如CFD技术,利用CFD技术根据化工生产需求选用合适的材料,有助于增强化工机械的生产能力。文章围绕CFD技术在化工机械设计中的应用展开讨论,为化工机械设计提供参考依据。关键词:化工机械;数值模拟;计算机流体力学;旋风分离器0引言在社会和经济发展过程中,科学技术发展速度不断加快,在化工机械设计中积极应用CFD技术,不仅使化工机械规模不断扩大、功能不断增加,还能设计出不同种类的化工设备,满足化工企业的生产需求。由于化工生产具有一定的特殊性,多数生产需要在密闭的环境中进行,提高化工机械的密闭性,使化工生产处于安全稳定的环境,需要先进的机械设计技术,而CFD技术满足化工机械设备的设计需求。1计算机流体力学简介CFD技术全称为计算机流体动力学,是计算机技术、数理方法以及流体力学共同形成的新型技术。作为计算机辅助工程重要的组成部分,在流体力学
2、领域广泛应用CFD技术,通过CFD技术模拟机械设备内部形成的流体环境,以便分析流体力学对机械设备产生的影响,针对不利于因素进行深入的研究,从而降低不利因素对机械设备内部造成的破坏。使用计算机模拟机械设备内部流体环境时,根据流体环境的变化,可以选用多样化的计算机软件,如FLOTEAN、FLUENT以及CFX等。在模拟机械设备内部环境过程中,通过CFD技术计算模拟环境中产生的未知量,采用流体计算方法进行迭代计算,完成计算后会直观的呈现出模型中流体环境的状态,有助于用户掌握机械设备内部真实的环境。现阶段CFD技术应用在化工机械设计中,由于缺少计算流体环境的软件,需要掌握机械设备内部处理物料的过程产生的参数,包括速度、压强、浓度以及温度等,以便快速分析机械设备内部的环境,在应用CFD技术时模拟出机械设备内部产生的变化,包括气态转为固态、液态转为固态以及气态转为液态等,可以使设计内容满足机械设备的生产需求,并且还能优化和完善化工机械设备。2CFD技术在化工机械设计中的应用CFD技术在化工机械设计中的应用过程中,使用CFD技术设计旋风分离器,旋风分离器在石油、矿山等领域应用较为广泛,在现代化工生产
3、过程中,使用旋风分离器进行分离、除尘等一系列的化工生产,有效提高化工生产效率。但是旋风分离器在进行化工生产时,由于机械内部会形成多相流环境,每个环节的生产都会受到多相流环境的影响,导致气力输送、流态化等过程出现不同的问题。为有效解决旋风分离器化工生产出现的问题,应用CFD技术模拟旋风分离器内部产生的流体环境,通过模拟获得气态、固态等状态下的数值,以便优化和完善旋风分离器机械设计,提高旋风分离器的生产能力。2.1建立模型建立旋风分离器模型,需要按照以下流程进行:第一,为旋风分离器建立几何模型,在建立模型时,采用Stairmand软件建立高效型旋风分离器模型,模型的几何参数依次设定为a=95mm、b=38mm以及S=95mm;第二,对建立的模型进行网格划分。网格种类包括四面体网格、楔形网格以及六面体网格等,根据化工机械内部流体环境的特征,需要选用合适的网格。随后进行网格划分,网格划分时采用分块网格技术,在模型中划分出5个子区域,每个区域具有几何形状特征,以便符合模型计算要求;第三,设置边界条件。在模型的入口处选用velocity-inlet边界类型,在排气口处选用outflow边界类型,壁
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