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熵产方法在旋风分离器内部能耗分析中的应用
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ051.8[化学工程]
  • 作者机构:[1]中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249, [2]中国石油大学(北京)机械与储运工程学院,北京102249
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划项目(2012CB720500).
中文摘要:

应用雷诺应力模型对壁面绝热的旋风分离器的流场进行数值分析,对模拟结果采用熵产分析法和?分析法计算分离器的?损,证实了热力学第二定律研究旋风分离器能量损失的可行性。分别计算了旋风分离器内湍流熵产、黏性熵产、壁面熵产和温差传热熵产。结果表明,壁面熵产和湍流熵产占总熵产的比例分别大于56%和38%,是影响旋风分离器能耗的主要因素。分析了旋风分离器内局部熵产,结果表明,芯管附近体积占旋风分离器体积的10%,其熵产占分离器总熵产的比例高于14%,灰斗入口附近体积仅为旋风分离器体积的5.8%,其熵产占总熵产的比例高于16%,因此芯管附近和排尘口附近是旋风分离器能耗的主要区域。

英文摘要:

In this paper, entropy generation analysis is applied to investigate cyclone separator. The Reynolds stress model is used to simulate the flow field in a cyclone separator with adiabatic wall. The energy loss predicted by pressure drop and exergy loss predicted by entropy generation analysis method and exergy analysis method for calculation results of computational fluid dynamics indicate the availability of the second law of thermodynamics for investigating the energy consumption in cyclone separator. The entropy generation due to turbulent dissipation, viscosity in turbulent core flows, fluid friction near the wall, and heat transfer are calculated with the computation of turbulent kinetic dissipation rate, velocity, wall shear stress and temperature. It is found that the fluid friction near the wall and turbulent dissipation are the main factors for energy loss of cyclone separator. The percent of entropy generation in the vicinity of finder vortex and dust exit with the volume ratio of 10% and 5.8% in the cyclone separator is over 14%and 16%, respectively. The result can serve as a direction to decrease energy loss of cyclone separator.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185