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，我们的研究重点是 l) 柯恩达喷嘴作为颗粒进料装置的有效性，以及 b) 创建准确模拟旋风分离器中旋流的分析代码。我们总结了 1) 和 1) 获得的结果。 2).1) 科安达诺斯我们构建了一种使用柯恩达喷嘴作为颗粒供给装置的气动输送系统，并通过实验研究了其输送特性。结果表明，柯恩达喷嘴在一定条件下形成旋流，旋流输送是可能的。发现这个旋流运输系统结果发现，与传统的直线空气输送相比，最小输送速度降低，并且可以以更小的流入流量输送颗粒。此外，当柯恩达喷嘴的狭缝宽度为0.2mm时，实现了最高的抽吸速率。高且最小输送速度最小，此狭缝宽度柯恩达喷嘴被认为是效率最高的颗粒供给装置。未来，为了了解柯恩达喷嘴中旋流形成的机理，必须测量内部流量。2）旋流的测量为了进行高精度模拟，旋风分离器内部的尺寸至关重要。我们使用涡模拟创建了一个使用圆柱坐标系的分析代码。该代码的特点是它使用交错网格系统和径向通量作为变量，这消除了离散时圆柱坐标系特有的奇点的影响。离散法和大涡创建结合模拟的分析代码并将其应用于旋风分离器中的旋流时，发现与实验值具有良好的定性一致性，从而证实了该分析代码与颗粒运动相结合的有效性。根据去年开发的分析代码，相信可以高精度地预测旋风分离器的颗粒分离性能。