TiO2(钛白)以其优越的白度和稳定的物理化学性质被广泛应用于涂料、橡胶、塑料、日化等行业。采用旋流分离法从SCR废催化剂中分离出TiO2,以提高净化效率为目标,通过试验和模拟研究考察了微型旋流器溢流管的结构对分离效率的影响。数值模拟上采用了雷诺应力模型和离散型模型模拟,试验上使用直径为20mm的微型旋流器来分离粒度分布为(1~56)μm的颗粒物料。结果表明,在相同的处理量下,溢流口直径为4.5mm、溢流管伸入深度为10mm时,旋流器对物料的净化效率最高。

对旋流反应器中湍流条件下分散相液滴破碎进行了分析,运用类似于雷诺应力比拟的方法,得到了具体位置的液滴破碎的临界流量条件。并且通过韦伯数与两相相对速度的关系,阐明了具体流量条件下,旋流场中特定区域中的液滴变形乃至完全破碎的情况。

三相分离旋流器可实现三相混合物的同时分离,如冷焦水去粉除油。为探究三相分离旋流器流场特征及分离性能,采用CFD软件Fluent对其进行数值模拟研究并通过操作性能试验间接验证。结果表明,三相分离旋流器中心溢流管的设计在保留了一般旋流器流场结构的同时,向上旋流形成两个溢出流,可实现第三相的输出。切向速度在环形溢流管和中心溢流管内均沿半径方向增加,在靠近内壁处达到最大值,且中心溢流管内切向速度最大值比环形溢流管内小。模拟结果表明：冷焦水中油相和固相分离效率分别可达到80%和90%。

应用FLUENT流体动力分析软件,对脱水除油一体式液液分离旋流器进行了数值模拟,分析了底流背压、溢流背压对旋流器速度分布、流量分率及分离效率的影响。结果表明,底流背压和溢流背压对旋流器流量分率的影响可归结为压降比的影响;底流背压和溢流背压对旋流器分离效率的影响可归结为底流分率的影响;牛顿效率比传统的除油效率和脱水效率更能全面地表征旋流器油水分离的性能。随着底流分率的增大,牛顿效率先升高再降低,存在一个最佳操作点。研究结果及新的表征方法对旋流器的研究和实际应用具有指导意义。

卧式螺旋卸料沉降离心机在固液分离领域应用广泛,但由于内部流动复杂、结构封闭且高速旋转,传统的理论与试验方法均无法对其内部流动进行准确描述。本文在合理的简化和假设基础上,应用计算流体动力学软件Fluent,采用SRF转动模型与RSM模型、Mixture多相流模型相结合的方式,对卧螺离心机内的两相流动进行了三维稳态计算,得到了转鼓内的流场和固相体积分数分布。结果显示,轴向速度方向在靠近转鼓壁面处指向转鼓小端,在靠近螺旋内筒处指向转鼓大端,分布受锥段结构影响较大;径向速度复杂多变;颗粒的沉降过程主要发生在转鼓沉降区;转鼓柱段的固相含量少,溢流澄清、固相回收率高;转鼓锥段固相含量集中,且越靠近出渣口的固相体积分数越高。经验证,模拟得到的固相回收率与出渣含固率均接近实际运行情况,说明采用数值模拟方法预测离心机的分离...

以碟式离心机为研究对象,建立了其转鼓内20层碟片间隙以及沉渣区域的三维物理模型,用流体分析软件FLUENT对转鼓内固液两相分离过程进行了数值模拟,并进行了分离效果的试验验证。结果显示,周向速度上,固液两相速度基本相同,在碟片间隙液体相对碟片滞后小,转鼓沉渣区域液体运动相对转鼓滞后较大,且滞后程度随转鼓转速的增加而增加;固液两相在径向上存在速度差;模拟得到的转鼓内最大离心液压比理论计算得到的结果小;碟片进料颗粒浓度逐层降低,碟片排液口浓度也逐层减小;在碟片进料孔附近会出现进料分布不均的现象;两相分离效率随着转鼓转速增加而提高;试验测得的分离效果与模拟结果较为吻合。研究结果对碟式离心机转鼓的有限元分析以及分离过程的优化具有指导意义。

MHD（Multistage humidification-dehumidification）低温蒸发技术，可以用太阳能、余热或废热为热源，低成本地处理高浓度污水，且蒸发温度低、节能效果显著。其中的填料蒸发器是一个重要部件，其特点是传热传质效率高、结构紧凑。本文基于非稳态三维气液流动，研究了填料蒸发器内的蒸发过程，包括液相颗粒质量变化、温度分布以及水蒸气浓度分布，揭示了填料蒸发器内废水原液蒸发及对干燥空气加湿的规律，为MHD低温蒸发系统填料蒸发器的结构性能优化以及蒸发系统整体性能计算提供了依据。

基于三维褶模型,采用CFD技术对空气过滤器性能进行数值模拟计算,使用FLUENT软件中的多孔介质模型对空气过滤器进行了流体动力学分析。结果表明,增大进口风量会使过滤器阻力增大;增加滤芯褶数会增大过滤器的有效过滤面积,增大有效过滤面积可以降低过滤速度,从而减小滤芯过滤阻力。然而这种增加不是无限制的,增加褶数会减小褶间距,过小的褶间距会导致气流局部紊乱,气体间摩擦阻力增大,从而使得整个过滤器阻力增大。对于一定尺寸的过滤器存在一个最优的褶数使得过滤阻力最小。

借助流体力学软件 FLUENT,采用 RSM 雷诺应力模型,对直切双入口型旋风分离器进行了数值模拟,分析了矩形入口不同高宽比对旋风分离器内的气相流场、压力降和分离效率的影响。结果表明:在入口面积和处理量相同的情况下,随着入口高宽比的增加,切向速度先增大后减小,对轴向速度的影响不显著。压力降先增大后减小,受到湍流的影响,在入口高宽比为 3.5 处达到最大值。由于较高的切向速度和较低的湍流强度,入口高宽比为 4.5 时分离效率最高。

利用Fluent流体计算软件，对采用水作为介质，硅为材料的矩形微通道在质量流速为0．03～0．45g／s，雷诺数在100～1100，矩形截面高宽比在0．10～10之间的层流流动进行了数值模拟研究，并对结果进行分析比较，得出了矩形截面高宽比与微通道层流流动压降之间的关系以其数学表达式。