收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

散料的流动性及其在弯管中气力输送的研究

傅磊  
【摘要】: 本文研究了散料的流动性及其在弯管中气力输送气固两相流这一散料 气力输送领域里的重点和难点问题。 Jenike共轴理论正广泛应用在散料的存储和运输设备的设计和计算之 中,但该理论未得到试验验证。本文有针对性地研究了散料的物性参数以 及内摩擦角、壁面摩擦角、安息角,并用示踪法进行了颗粒在筒仓内的流 线和等时线的流型试验。研究了散料在锥体料斗内流动时流量与出口直径 的关系、流量与散料高度的关系。着重对Jenike共轴理论进行了试验验证, 试验结果表明,有些散料与Jenike共轴理论符合较好,而有些散料与之偏 差较大。指出了Jenike共轴理论具有某些局限性。此外,试验结果还表明 锥体料斗出口直径的大小对散料相对速度分布没有明显的影响,壁面摩擦 角对散料的最大主应变率方向的影响要大于内摩擦角对其的影响。 散料气力输送属两相流,与单相流相比,问题要复杂得多。本文分别 从单颗粒在无界流场中的绕流、颗粒的速度松弛及气固两相流三方面入手 对这一问题进行了试验研究和数值模拟。 在研究气固两相流动的非平衡特性时,运用了松弛的概念。给出了单 颗粒和颗粒群速度松弛的物理意义,并就单颗粒和颗粒群受力情况进行了 系统全面的分析。讨论了单颗粒阻力系数与颗粒群阻力系数的关系。分析 了球形颗粒重力沉降以及球形颗粒在任意流动中的运动情况。 文中应用流体力学理论,以原始变量的N—S方程为基本方程,对其 进行高斯滤波,建立了球形颗粒在气流中的控制方程。在空间上采用标准 的三阶精度的Galerkin有限元离散,在时间上采用有限差分法的离散方法, 并结合湍流大涡模拟对球形颗粒在气流中的绕流进行了数值模拟。先以雷 诺数Re=400进行数值计算,得到的颗粒的升力系数C_f、平均阻力系数C_D 及斯特劳哈数St与实验数据都很吻合,验证了程序的可靠性。在计算不同 Re数下球形颗粒阻力系数时,得到的计算结果较己有文献的结果更接近实 验值,而且扩大了己有的计算范围。在对Re=8650和10900进行的数值模 拟中,得到的颗粒的升力系数C_f与Dhodapkar的实验数据吻合很好,并得 到了颗粒周围的速度场和压强场变化过程的重要信息。这些对颗粒在流场 中的受力分析和运动分析具有重要的指导意义。 大连理工大学博士学位论文 一 气力输送系统中,对弯管段的研究是一个难点和重点。本文在进行气 力输送弯管段的数值模拟中,结合气固两相流连续介质理论和运动学理论, 充分考虑了界面的质量、动量、能量湍流输运,从两相湍流瞬时局部场方 程入手,对其进行空间平均,得到了气固两相湍流宏观平均变量的场方程。 分析了附加应力和湍流应力在气固两相流中的作用,建立了管道气固两相 流动两流体模型。在弯管气固两相流数值模拟中,针对水泥在圆弧弯管中 的气力输送气固两相流动三种工况,应用有限元方法进行空间离散,采用 三步时间分裂算法并结合大涡模拟亚格子湍流应力模型进行数值计算。得“ 到了颗粒在弯管中的浓度分布,以及速度矢量场、压强场的变化过程的重 要信息。为了考证数值模拟结果的正确性,对水泥在圆弧弯管中的气力输 送气固两相流动采用了等速取样和等截面法进行了三种工况的试验研究。 试验结果表明,竖直上升弯管出口颗粒浓度在弯管外侧脊线附近颗粒浓度 特别高,其余部分相对比较均匀且浓度较低。竖直上升弯管出口截面浓度 分布的不均匀性对其后竖直上升段内浓度分布的影响距离较长。计算结果 与试验结果相吻合,说明本文的数学模型是正确的,数值计算是成功的, 为散料在弯管中的气力输送气固两相流动的数值计算和工程实际应用提供 了依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 邵兴,原方;浅圆仓散料压力计算方法[J];郑州工程学院学报;2003年03期
2 张建国;海上新型散料仓储码头系统[J];港口装卸;2001年03期
3 彭传圣;;散料的挠曲阻力[J];起重运输机械;2006年10期
4 杨化中,姚泽恩,贾文宝,陈尚文,苏桐龄,张宇;散料γ射线测厚方法的研究[J];核电子学与探测技术;1998年01期
5 崔忠健;自动称量包装系统[J];起重运输机械;1990年12期
6 邹胜 ,高飞;散料装卸船机的发展[J];起重运输机械;2005年08期
7 王川;;散料连续输送链式输送机的安全保护装置[J];矿山机械;2006年11期
8 原方;李中庆;田凯;梁醒培;肖昭然;;28m×26m大直径浅圆仓压力试验[J];特种结构;2007年01期
9 原方;王复明;;浅圆仓散料侧压力计算方法研究[J];大连理工大学学报;2006年01期
10 付建宝;年廷凯;栾茂田;杨庆;;浅圆仓散料侧压力的极限分析上限方法[J];工程力学;2009年08期
11 ;2009’全国散料装卸输送系统新技术大会成功举行[J];起重运输机械;2009年11期
12 戴兴国,吴贤振;细粒散料振动松散与密实机理探讨[J];矿冶工程;2000年01期
13 吴凤杰,杨雪夫;散料回填地基的应用[J];工业建筑;2001年07期
14 王复明;原方;师旭超;;浅圆仓散料侧压力计算探讨[J];工程力学;2006年02期
15 李玮;孟伟;;基于Quantum PLC的港口散料物流自动化[J];可编程控制器与工厂自动化;2010年06期
16 赵衍刚;江近仁;;筒仓结构自振频率的简化计算[J];世界地震工程;1989年03期
17 赵御祺;苏联贮仓结构计算中若干理论问题[J];四川建筑科学研究;1983年03期
18 王淑瑔;梅炽;向大受;罗达楚;;中、低温散状物料余热利用研究[J];大众用电;1987年02期
19 王玉中;;改造窑炉 效益显著[J];砖瓦世界;1986年13期
20 徐广年;;用干硬性散料成型建筑制品的设备[J];砖瓦世界;1985年13期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 许红玉;宋依新;杨之俊;;脱硫铁冶炼技术开发及应用实践[A];河北省2010年炼钢—连铸—轧钢生产技术与学术交流会论文集(上)[C];2010年
2 王凤涛;韩宇;王伟;宋永强;魏书杰;崔继鹏;李童;徐小平;鞠学国;王腾飞;;电仪杂散材料管理系统MSP的设计与应用[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
3 袁延强;;三维姿态跟踪式可移动皮带秤在港口中的应用[A];称重科技——第十届称重技术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 付建宝;大直径筒仓的侧压力分析与筒仓地基三维固结分析[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 赵新雨;挡风墙抑尘效果与散料特性的关系研究[D];天津商业大学;2012年
2 钱婷;基于性能退化的矿山散料运输系统的实时动态可靠性研究[D];西安建筑科技大学;2013年
3 郭楷;装配式平底钢板筒仓的受力性能研究[D];扬州大学;2013年
4 段留省;大直径浅圆钢筒仓卸料动态作用研究[D];西安建筑科技大学;2011年
5 姜南;斗轮堆取料机系统的结构分析[D];大连海事大学;2013年
6 陈丽欢;生物质发电秸秆收集储存运输物流技术规范研究[D];南京农业大学;2011年
7 彭启凤;肋型粮食钢板筒仓静动态力学特性分析[D];暨南大学;2013年
8 高从超;落地式平底圆柱钢—混凝土组合筒仓静力分析[D];河北工程大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王俊 黄衍斌;把“好”带入2009年[N];中国煤炭报;2009年
2 曲运胜 记者 李楠;凭技术在冷市场中取胜[N];大连日报;2010年
3 通讯员 吕健全;七旬老翁11年心血造出装煤大力士[N];朔州日报;2010年
4 本报记者 高荆萍 通讯员 曲运胜;国内煤码头装备历史最大订单在大连签订[N];中国工业报;2010年
5 记者 李楠;重工·起重逆势上扬[N];大连日报;2008年
6 吴守建 本报记者 葛传东;大连重工·起重负重飞扬无“秘笈”[N];辽宁日报;2009年
7 本报记者 郭泽莉;游乐场地面铺装安全最重要[N];中国花卉报;2010年
8 安玉 梁保忠;谁能让他的“专利”长出翅膀?[N];山西日报;2011年
9 沈涛;长江船院科研项目获鄂科技进步二等奖[N];中国船舶报;2010年
10 余显茂 黄秀苗;农资质量监督抽查新标准正在起草[N];农资导报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978