针对稀相输送系统中颗粒流出弯管后在竖直管内的部分流动特性展开研究,在自主搭建的实验台上进行多次重复实验,并采集了不同管段的颗粒流动图像,结合数值模拟仿真的方法,开发了一种环切法作为扩散均匀高度的评价指标,认为在h=5D处颗粒流已经扩散至均匀,给出了截面压力及粒速变化曲线;讨论了改变气速、弯径比、颗粒直径、颗粒长度对扩散均匀高度产生的影响,结果表明气速与扩散均匀高度基本呈线性负相关关系,而在弯径比较小、颗粒直径较大、颗粒长度较小的情况下扩散均匀高度较低且基本未受影响,进一步增大弯径比则扩散均匀高度呈线性递增,而进一步降低颗粒直径或增大颗粒长度将使扩散均匀高度呈指数性骤升。

盲三通与常规的弯管相比,可有效提升抗冲蚀性能,适用于气力输送设备。文中使用Fluent软件对垂直-水平管道之间的盲三通进行了冲蚀仿真模拟,分析了盲三通内冲蚀严重的位置,以及砂粒粒径和带堵头段长度与管内径比例(L/D)对最大冲蚀速率的影响。仿真结果表明,盲三通堵头处和上部拐角处冲蚀情况较为严重。在砂粒质量流量相同的条件下,随着砂粒粒径从0.6 mm降至0.2 mm,盲三通堵头和上部拐角处最大冲蚀速率明显升高,增长幅值约为100%。随着L/D从1增大到3,堵头处最大冲蚀速率明显降低,幅值约40%。上部拐角处先降低、后上升但变化不明显,在L/D=2时最小,变化幅值约17%。仿真结果可对盲三通的结构设计与寿命预估提供一定的参考。

依据测量原理，对气固两相流固体质量流量测量方法进行了分类，重点介绍当前国内外常用或研究较为热门的几种测量方法和它们所涉及到的相关技术，简单分析了其今后的发展方向。

在自行设计并搭建的试验台上,利用CCD的图像快速采集功能,获得了不同气速下流化床内的流态图像,并用图像处理方法对这些原始图像进行了有效的处理.研究了贴壁回探流、气体局部扩散系数、局部空隙率随横向位置和高度的分布、气泡的上升速度,给出了实验中气泡边界曲线的分维数.实现了循环流化床内气固两相流体动力学特性的可视化,为图像处理技术应用到循环流化床作了有益的尝试.

从气固流动的κ-ε-Ap模型出发，对底部向上射流悬浮床内气固两相流动进行了数值模拟，得到了不同入口气速下各截面的颗粒相速度场和脉动速度场的分布，计算结果与实验定性一致。计算结果与实验值对比的结果表明，数值模拟对进一步的研究有指导意义。

该文介绍一种在气固两相流中的弯管抗磨技术:肋条弯管.在这种弯管中,具有一定截面几何形状(方形或矩形)的肋条按一定间距分布在直角弯管内20°～80°的外侧壁上.文中运用数值试验的方法对该项技术进行了研究.数值试验分两步进行,先对气流场采用欧拉法进行数值模拟,再用拉格郎日法对颗粒进行跟踪.计算中对颗粒碰撞壁面的速度和角度进行了统计,从根本上揭示了肋条弯管比光滑弯管抗磨的原因.计算结果表明,在相同条件下,肋条弯管的磨损率只是普通弯管的1/3,与实际数据相吻合.该项研究为生产实践中弯管易磨损的难题提供了较有价值的参考.

为研究磨料池内复杂的气固流动现象和规律,采用全尺度直接数值模拟法。基于改进的内嵌边界法,通过流场控制方程、数值求解、并行计算等方法,建立气体湍流与磨粒的运动耦合模型,以分析磨料池内的气固流动特性。通过分析入口气体速度、磨粒高度对磨料池内气固两相流动状态的影响,选择合适的方案以提高系统稳定性。验证了磨料池内颗粒、壁面和拟序结构的耦合作用使得颗粒出现扩散、局部富集、壁面沉降及再悬浮现象。研究结果为磨料池结构的优化设计提供了参考。

为了明确水平转竖直弯管中粗颗粒的输送特性,在实验验证的基础上,利用计算流体力学与离散元(Computational Fluid Dynamics and Discrete Elements,CFD-DEM)耦合数值模拟方法对直径2.5 mm、高3.3 mm粗颗粒在水平转竖直弯管中的输送流型、速度、质量流量和气相压力变化进行了研究。研究表明:在起送阶段,弯管料栓具有蓄能作用,难以一次过弯的颗粒会在弯管中自发组成形态稳定的料栓,待蓄能完成后继续过弯运动;沙丘流的输送速度小、平均质量流量高,束状流的输送速度大、平均质量流量低。在稳定输送阶段,固相流型、速度、质量流量波动相对稳定,弯管段的压降和颗粒平均速度在前后半段表现出明显差异;前半段压降小、等压线波动大、颗粒平均速度快;后半段压降大、等压线波动小、颗粒平均速度慢;水平管段颗粒流型为稳定分层流,弯管段前半段颗粒流型为束装颗粒...

为了研究集束式扩孔气动冲击器的排屑性能。建立了其排屑流场模型,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件,对气固两相流场进行仿真计算,并进一步分析冲击器不同钻进速度和尾气质量流量对其排屑能力的影响,得到排屑流场气相特性规律,岩屑分布规律,不同钻进速度和入口气相质量流量下的颗粒浓度分布。研究结果表明冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低,流场压力由入口到出口呈梯度分布且逐渐降低;岩屑颗粒向流场底部聚集,颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大,最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降,最终趋于平稳;施工时最大钻进速度应低于8.4 m/h,增大尾气质量流量排屑能力增强。

采用通用计算流体力学软件Fluent对某9-26型风机内部气固两相流进行了三维数值模拟，模拟结果显示了风机出口固相浓度的不均匀性，与实验测量结果一致。数值模拟表明，风机本身的离心力以及蜗壳内气流的夹带作用，导致固体颗粒向风机蜗壳的外侧面、后侧面聚集，该现象可以用于改善风机出口的颗粒分离。