一种基于代理模型的管道式离心分离器离散颗粒轨迹预测方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种基于代理模型的管道式离心分离器离散颗粒轨迹预测方法，包括如下步骤：规划管道式离心分离器结构参数与流场分布试验矩阵；根据仿真实验数据得到各个结构参数与流场特征参数之间的对应矩阵；进行输入量的敏感性分析，选择建模技术，对关键输入参数与响应值构建代理模型；将代理模型结果与试验数据进行对比；构建旋流场离散颗粒受力模型；采用欧拉法建立离散颗粒瞬态的运动轨道方程，并耦合求解流场计算模型和颗粒受力模型，得到离散颗粒运动预测模型。本发明专利技术能够预测不同物性参数、不同结构参数和不同流动参数条件下，离散颗粒在分离器内的运动轨迹，从而为管道式离心分离器的结构设计和应用提供指导。导。导。

【技术实现步骤摘要】
一种基于代理模型的管道式离心分离器离散颗粒轨迹预测方法


[0001]本专利技术涉及的是一种两相分离方法，具体地说是离散颗粒运动轨迹预测方法。

技术介绍

[0002]管道式离心分离器利用布置在管道中的导流叶轮产生旋流，可以直接布置在流动管线中，与常见的离心分离设备——水力旋流器等相比，结构更加紧凑、压力损失更小，近年来成功被应用于气液分离、液液分离当中，在两相分离中具有广阔的应用前景。由于离心分离器的分离性能对流体参数具有很强的敏感性，一旦流体物性发生改变，分离效率可能就会剧烈变化，原有的分离器结构就不再适用。因此，有必要提出一种通用的、普适的计算方法，用于评价不同分离介质下分离器的适用性，扩展该管道式离心分离器在两相分离中的应用。
[0003]离散颗粒在连续相中的运动轨迹，决定了分离器的分离性能，根据分离器的工作原理可知，如果离散颗粒能够快速聚集到管道中心，那么就能够从引出口排出，实现较高的分离效率，如果离散颗粒受到的离心力不足，无法运动到管道中心，此时就无法被分离。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于代理模型的管道式离心分离器离散颗粒轨迹预测方法，其特征是：(1)采用拉丁超立方试验设计方法，规划管道式离心分离器结构参数与流场分布试验矩阵；(2)输入分离器的几何参数，利用CFD求解计算分离器内部流场，获得流场计算关系式中的特征参数，并根据仿真实验数据得到各个结构参数与流场特征参数之间的对应矩阵；(3)根据步骤(2)中的实验数据，进行输入量的敏感性分析，剔除不敏感变量，进而选择建模技术，对关键输入参数与响应值构建代理模型；(4)在结构参数与流场特征参数矩阵中随机抽取数据，将代理模型结果与试验数据进行对比，若满足要求，则该代理模型满足要求；(5)构建旋流场离散颗粒受力模型，考虑径向压力梯度引起的离心力、离散相颗粒与连续相之间相对运动产生的拖曳力、连续相对其的浮力、运动颗粒旋转引起的马格努斯力、速度梯度引起的萨夫曼力和虚拟质量力，建立轴向、径向、切向的力平衡方程；(6)采用欧拉法建立离散颗粒瞬态的运动轨道方程，并耦合求解流场计算模型和颗粒受力模型，得到离散颗粒运动预测模型。2.根据权利要求1所述的一种基于代理模型的管道式离心分离器离散颗粒轨迹预测方法，其特征是：柱坐标系(r，θ，z)的纳维
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斯托克斯方程如下斯托克斯方程如下斯托克斯方程如下方程简化为：方程简化...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎昌琪，曾晓波，范广铭，王超群，李佳明，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：