ANSYS Workbench下的SK混合器二相流模拟与分析

"基于ANSYS Workbench的SK型混合器二相流数值模拟研究" 本文针对矿井采煤工作面支护设备中乳化液的重要性和稳定性，深入探讨了如何使用ANSYS Workbench软件进行SK静态混合器的二相流数值模拟，以优化混合器的性能。SK静态混合器在自动配比系统中起到关键作用，其混合效率直接影响乳化液的均匀性和稳定性。 首先，文章介绍了建立混合器两相流模型的过程。借助于计算流体力学（CFD）软件，尤其是Fluent，这是ANSYS Workbench环境下的一个重要工具，可以实现三维建模、网格划分、流体动力学分析等功能。混合器模型由Pro/E创建，包含两个入口——进油口和进水口，以及一个乳化液出口。进油口和进水口的直径分别为准10mm和准50mm，假设配制的乳化液浓度为5%，并据此设定油和水的流量。 接着，文章详细阐述了模型的构建。混合器的实体模型在Pro/E中建立，并导出为ANSYS Workbench可读取的格式。在Geometry模块中完成流体域的三维模型构建，并进行Mesh划分以准备求解。图1展示了流体域模型和网格模型，清晰地呈现了混合器内部结构和网格布置。 在设置边界条件和求解阶段，作者分别定义了水和油的物理属性，如密度和黏度，并设置了相应的入口边界条件。水入口的速度基于直径和流量计算，油入口同样依据其尺寸和流量设定。此外，对两相流的湍流强度和体积分数进行了详细规定。 在混合效果分析部分，文章提及了基于ANSYS Workbench的求解过程会运用特定的控制方程来模拟流体的行为。虽然这部分内容未在摘要中完全展开，但可以推断，Fluent会使用包括连续性方程、动量方程和能量方程在内的Navier-Stokes方程组来模拟混合器内的流动现象，从而分析油水混合的程度和稳定性。 通过数值模拟，研究发现SK混合器能有效地使油和水混合，形成均匀且稳定的乳化液，证明了该混合器的优良性能。这一研究结果为后续的静态混合器设计和性能优化提供了有价值的参考数据和方法。 此研究利用ANSYS Workbench和Fluent工具，通过对SK静态混合器的二相流数值模拟，揭示了混合器内部流体流动的特性，为提高乳化液的配比质量和混合器的设计改进提供了科学依据。