用离散单元法对密相栓流气力输送的数值模拟研究

用离散单元法对密相栓流气力输送的数值模拟研究

邵羽辛[1]2016年在《密相栓流气力输送的数值模拟》文中认为气力输送是利用气体在管道中输送物料的一种运输方式。常规的气力输送装置由动力源(通常是运用气体输送),运输路径,储存物料装置和回收颗粒装置等几部分构成,被广泛应用于各行各业。早期的气力输送以稀相气力输送为主。但由于稀相输送的应用局限性使得其逐步被密相气力输送所代替。由于对密相气力输送的研究主要集中在实验设计方面,理论方面的研究较少,且对料栓流动机理的研究主要是利用CFD流体软件FLUENT进行分析,不能从颗粒尺寸层面来揭示物料流动机理。所以本文引入离散元软件EDEM,基于EDEM-FLUENT耦合平台对密相气力输送进行仿真分析,从颗粒角度分析密相气力输送料栓的流动机理。本文首先对EDEM软件与FLUENT软件的耦合方法进行了介绍,基于EDEM-FLUENT耦合平台对垂直管道中密相气力输送进行数值模拟,仿真分析垂直管道中料栓的运动形式和颗粒运动轨迹。探讨入口气体速度对料栓运动速度的影响。并着重分析气体速度,颗粒质量流量,管道直径等因素对单位管道压降大小的影响。同时,本文对水平管道中密相气力输送进行了分析。仿真分析水平管道中不同流型料栓的形成方式及运动形态,探讨通过压力变化来判断流型的方法。着重分析了料栓的流动机理,分别从观测流型图;总结气固两相在某一管道截面的速度变化规律;分析颗粒、流体、管道叁者之间相互接触力关系这叁个不同的角度揭示料栓运动的流动机理。分析了在给定初始条件下,物料在由水平管、弯管、垂直管所组成的整体管道中的不同的流动形态,确定了料栓在整体管道中进行连续密相输送的初始条件。并对输送过程中的堵管现象进行分析,总结发生堵管现象的边界条件并提出避免堵管的改进方案。最后利用BP神经网络的函数预测和逼近特性,结合仿真数据,对密相气力输送过程中的压降进行预测。其预测结果与仿真得到的结果误差较小,验证了利用神经网络算法预测压降方法的可行性与准确性。运用此方法弥补传统经验公式计算压降方式的不足。

黎明[2]2001年在《用离散单元法对密相栓流气力输送的数值模拟研究》文中认为密相栓流气力输送在工业界有着的广泛的应用,但气固两相的流动及其相互作用十分复杂,人们对其中的规律认识还不清楚;另外,对密相栓流气力输送的数值模拟研究很少见,因此对该过程进行数值模拟研究和实验研究具有重要的工程应用价值和理论意义。 本文在密相气固两相流动模型中,流体相采用欧拉坐标下的连续体N-S方程,颗粒相的运动在拉格朗日坐标系下采用确定性轨道模型,流体与颗粒之间考虑双向耦合,并引入研究分析不连续岩体的非连续介质力学方法—离散单元法(DEM Distinct Element Method)来模拟多个颗粒之间长时间的相互作用。为验证模型和程序的正确性,先后对颗粒的降落过程、射流流化床和普通流化床进行了数值模拟,结果令人满意。 本文首次采用基于离散单元法的欧拉-拉格朗日模型对水平管中多个栓的脉冲气刀式栓流气力输送过程进行模拟,结果再现了栓的滑落、形成和运动过程,与经典的成栓模式和实验观察到的现象基本一致,本文同时考察了不同入口速度和不同初始栓长对密相栓流气力输送过程的影响。 本文的研究结果表明,离散单元法在密相气固相流的数值模拟研究中具有广阔的前景。

参考文献:

[1]. 密相栓流气力输送的数值模拟[D]. 邵羽辛. 吉林大学. 2016

[2]. 用离散单元法对密相栓流气力输送的数值模拟研究[D]. 黎明. 北京化工大学. 2001

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