Введение
Глава 1. Моделирование течений с искривленными линиями тока в гидромеханических устройствах и аппаратах. 12
1.1. Модели турбулентности для течений с искривленными линиями тока. 12
1.1.1. Проблема моделирования турбулентных течений. 12
1.1.2 Краткая характеристика полуэмпирических моделей турбулентности . 14
1.1.3. Моделирование течений с искривленными линиями тока. 18
1.2. Течения в гидроциклонах. Методы расчета гидроциклонов. 21
1.2.1. Общая характеристика течения в гидроциклонах 22
1.2.2. Методы расчета гидродинамики гидроциклона 23
1.3. Применение диафрагм для измерения нестационарных расходов. 27
1.4. Постановка задач исследования. 33
Глава 2 . Численное решение системы уравнений осесимметричного турбулентного течения. 35
2.1. Исходная система уравнений. 35
2.2. Метод дискретизации. Аппроксимация дифференциальных уравнений. 37
2.3. Аппроксимация граничных условий. 45
2.4. Организация общего итерационного процесса. 51
2.5. Тестовые расчеты. 55
Глава 3 . Нестационарное движение газа в осесимметричной диафрагме. 60
3.1 .Характеристика течения 60
3.2.Особенности расчета течения на участке диафрагмирования. 62
3.3. Модификация модели турбулентности для течения с рециркуляцией. 62
3.4. Сравнительный анализ экспериментальных и расчетных данных. 66
3.5. Структура турбулентного потока на участке диафрагмирования. 70
3.5.1. Стационарный поток. 71
3.5.2. Нестационарный поток. 84
3.6. Экспериментальное исследование нестационарного течения в диафрагме. 96
3.7. Характеристика пульсаций расхода на расходомерных узлах. 125
Глава 4. Структура закрученных течений в цилиндрических каналах. 135
4.1. Оценка начального приближения. 135
4.2. Экспериментальные данные, используемые для отладки модифицированной модели. 150
4.3 Результаты расчета закрученного течения на основе стандартной модели. 153
4.4. Модификация двухпараметрической модели турбулентности для закрученных течений. 155
4.5. Гибридный подход для расчета всей области течения. 156
4.6. Сравнение экспериментальных и расчетных данных. 161
4.7. Структура закрученного потока в цилиндрической трубе. 164
Глава 5. Гидродинамика течения в гидроциклоне. Методика расчет разделительной способности гидроциклона. 175
5.1. Особенности численного моделирования течения в гидроциклоне. 175
5.1.1. Особенности построения сетки. 175
5.1.2. Задание граничных условий. 177
5.2. Сравнительный анализ результатов расчета с экспериментальными данными. 178
5.3. Структура потока в цилиндрическом гидроциклоне. 185
5.4. Структура потока в коническом гидроциклоне. 195
5.5. Расчет траектории движения частицы в закрученном потоке. 199
5.5.1. Уравнение движения частиц дисперсной среды. 199
5.5.2. Решение системы уравнений движения частицы. 203
5.5.3. Учет влияния турбулентных пульсаций на траекторию движения частицы 206
5.6. Расчет разделительной способности гидроциклона на основе данных по гидродинамике. 209
5.7. Экспериментальное определение разделительной способности гидроциклона. Сравнение расчетных и экспериментальных данных. 214
5.7.1. Описание экспериментальной установки. Методика проведения экспериментов и обработки экспериментальных данных. 214
5.7.2. Результаты сравнения расчетных и экспериментальных значений. 217
5.7 3. Определение разделительной способности цилиндрического гидроциклона. 220
5.8 Натурные испытания гидроциклонной установки для разделения трехкомпонентной смеси воды, нефти и твердых частиц 221
5.8 1. Описание экспериментальной установки 221
5.8 2. Результаты экспериментальных исследований разделительной способности гидроциклонной установки 224
Основные результаты и выводы 231
Условные обозначения 233
Список литературы 236
Приложения 250
