コアンダノズルを用いた高精度粒子分離システムの開発

开发使用柯恩达喷嘴的高精度颗粒分离系统

基本信息

批准号：
11750808
负责人：
松崎和愛
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は,l)コアンダノズルの粒子供給装置としての有効性および2)サイクロン分離器内旋回流れを高精度にシミュレートする解析コードの製作,に力点をおいて研究を進めた.以下に,1),2)について得られた成果をまとめる.1)コアンダノズルを粒子供給装置として用いた空気輸送システムを構築し,その輸送特性を実験的に調べた.その結果,コアンダノズルはある条件下では旋回流を形成することが明らかとなり,旋回流輸送が可能であることが分かった.この旋回流輸送システムにより,通常の直線流空気輸送に比べて,最小輸送速度が減少し,より少ない流入流量で粒子の輸送が可能であることが分かった.また,コアンダノズルのスリット幅が0.2mmのときが最も吸引率が高く,最小輸送速度が最も小さいことから,このスリット幅のときコアンダノズルは粒子供給装置として最も高い効率を示すと考えられる.今後は,コアンダノズルの旋回流形成メカニズムを把握するため,内部流動の計測が不可欠である.2)サイクロン分離器内旋回流れを高精度にシミュレートするために,Large Eddy Simulationを用いた円筒座標系による解析コードを製作した.このコードの特徴は,Staggered Grid Systemと変数として半径方向のFluxを採用することで,円筒座標系特有の特異点の影響を離散化時において除去でき,全解析領域で同じ解析精度を保つことが可能であるという点である.この離散化法とLarge Eddy Simulationを組み合わせた解析コードを作成し,サイクロン分離器内旋回流れに適用した結果,実験値と定性的によく一致しており,本解析コードの有効性が確認された.また,今後このコードと昨年開発した粒子運動の解析コードを組み合わせることにより,サイクロン分離器の粒子分離性能を高精度に予測できるものと考えられる.

今年，我们进行了研究，重点是Coanda喷嘴作为粒子供应装置的有效性，以及2）生产分析代码，这些代码以高精度模拟了旋风分离器内部的旋流流量。下面，我们总结了1）和2）获得的结果：1）使用Coanda喷嘴作为颗粒供应装置的气动传输系统，并通过实验研究其运输特性。结果，据发现，在某些条件下，Coanda喷嘴形成了旋转的流动，并且可以运输旋转流动。与正常线性空气传输相比，这种旋转流动系统的最小传输速度降低，并且可以以较小的流入速率运输颗粒。此外，由于当Coanda喷嘴的缝隙宽度为0.2 mm时，吸气率最高，因此当缝隙宽度为0.2 mm时，最低的最低传输速度被认为是粒子供应设备的最高效率。将来，测量内部流量对于理解形成Coanda喷嘴的漩涡流的机制至关重要。2）为了以高精度模拟旋风分离器内部的漩涡流，可以实现大。我们使用涡流模拟创建了一个分析代码。该代码的特征是，通过采用交错的网格系统和径向通量作为变量，可以在离散化过程中删除圆柱坐标系所特有的奇异点的影响，并且在所有分析区域中都可以保持相同的分析精度。我们创建了一个分析代码，该代码将这种离散化方法与大型涡流模拟相结合，并将其应用于旋风分离器内部旋风分离器的旋流流，并确认了该分析代码的有效性。此外，通过将此代码与去年开发的粒子运动分析代码相结合，人们认为对旋风分离器的粒子分离性能的高精度预测。