为了降低工件表面粗糙度,获得光亮、平整表面的加工方法,基于气固两相流原理建立磨料池加工试验装置。采用单因素试验法分析影响加工工件表面粗糙度工艺参数最优区间,接着采用正交试验与极差分析法,以气压、温度、磨料粒径、主轴转速为影响因素,获得加工参数最优组合,最后对工件表面进行形貌分析。试验结果表明工艺参数最优区间为气压0.45~0.65 MPa,温度300~700℃,磨料粒径160~240目,主轴转速1 000~1 200 r/min;在磨料池光整加工过程中,方管工件与圆管工件加工参数最优组合均为A2B3C3D2;表面形貌结果分析表明圆管工件整体表面质量好于方管工件。

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。

针对目前大部分固体颗粒冲蚀试验系统存在反弹颗粒干扰、颗粒质量计算误差大等问题,采用激波驱动气固两相流的方式,并结合动态压力传感器、高速摄影仪对激波及颗粒测速的方法,设计了1种新型冲蚀磨损试验系统,具有结构简单、操作方便、颗粒质量计算准确等优点.该装置最大激波马赫数可达2.3,能将颗粒加速到200 m/s以上,适用不同颗粒、材料及表面处理试件进行15～90°冲击角下的磨损特性试验.通过SiO2颗粒对低碳钢的冲蚀试验,证实了该装置测得数据与经典试验数据规律一致.因此,本试验系统有望作为1种新的冲蚀磨损试验方法,应用于耐固粒冲蚀的优化设计和寿命预测等领域.

本文提出了一种采用电容传感器测量气固相两流质量流量的新方法。通过电容传感器对固相浓度的测量，可以求出气固两相流的固气比，结合气固混合之前测得的载气流量，便可测出固相的质量流量。实测结果显示，测量误差小于５％。

三维粒子动态分析仪（３－ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＰａｒｔｉｃｌｅＤｙｎａｍｉｃＡｎａｌｙｚｅｒ）是利用激光多普勒频移原理，来测量两相流动中球形粒子的速度、粒径、浓度等参数，从而进一步得到三维湍流流动中粒子动态特性的一种激光测速设备。在其采集过程中自动建立的数据文件是以二进制形式存贮的，而且记录的都是每个球形粒子的信息，不能直接求平均及湍流计算。本文给出了处理这些数据的基本方法，通过编制的Ｃ语言程序得到各测点所通过的粒子数、三维速度、湍流特性以及相对体积流量，为ＰＤＡ数据软件的进一步利用与开发提供了很大的方便。

为了研究底饲进料循环喷动床内气固两相流的流动特性,通过冷态实验测量反应塔内轴向不同高度上的压力脉动信号。应用SHANNON信息熵分析压力信号,并比较不同操作条件对塔内气固流动的影响。结果表明：压力脉动及其功率谱在不同床层高度上表现出不同的特性;SHANNON信息熵能够很好地反映特征信号的复杂程度和稳定程度;提高流化速度和循环倍率能够导致塔内轴向上的颗粒浓度上升,从而使压力脉动的幅度增加;提高喷射速度和喷嘴位置,能使反应塔底部气固湍动更加强烈,SHANNON信息熵随之上升。

为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得到设计前后冲击器排屑流场内气相速度分布规律,岩屑颗粒速度及轨迹变化情况和环路内岩屑颗粒浓度分布情况.研究结果表明:反向扩孔气动冲击器排屑流场环路内岩屑颗粒临界流速为6.02 m/s,采用该设计方法能够有效地增加反向扩孔气动冲击器的排屑性能,使得排屑流场环路内气流速度增加到10 m/s左右,岩屑颗粒在排屑流场的停留时间减短,流场内颗粒浓度分布范围由0~100 kg/m3下降到0~4 kg/m3.

针对稀相气力输送能耗和粉料破碎率高以及稳定性差等缺陷,在计算流体力学软件FLUENT上,选择Euler双流体模型与k-ε湍流模型对粮食颗粒在水平变径管内的密相流体输送进行数值模拟,并将仿真数据与实验结果相论证。发现湍流对两相流动过程中的稳定性有较大影响;分析管道内颗粒浓度、输送气体速度和压力损失随管道长度的变化规律,探讨密相气力输送主要参数间的影响关系,得出气流速度、压力损失会随着变径长度的增大分别下降15%、20%。

采用计算机流体力学（CFD）理论中的离散相模型（DPM）对立轴冲击式破碎机内部复杂的气固两相流进行数值仿真,模拟立轴冲击式破碎机除尘装置除尘过程,探究除尘装置的除尘效果及最佳风机风量.以不同粒径的固体颗粒为入射源,分别从流场的速度、压强等方面讨论分析破碎机内部气固耦合作用,分析在除尘口风机不同风量下破碎机的除尘装置对不同粒径的颗粒的分离效果.结果表明：风机风量在最大值的40%-60%之间时,既能保证除尘装置的除尘效果,又能尽量避免粒径较大的颗粒被吸除.

为了提高吸尘器滤袋的容尘量,对吸尘器尘仓设有导流板的流场进行气固两态数值模拟研究,与常规吸尘器尘仓相比,导流板可以显著保护滤袋滤材的完好性,滤袋内壁粉尘不容易堆积,出风口粉尘体积率相对较少,从而提高吸尘器滤袋的容尘,提高滤袋的寿命。为了验证模型的正确性,采用产品型式实验,参考IEC 60312A标准,对比两种工况下滤袋的容尘,结果表明设有导流板可以提高16.6%滤袋的容尘量,实验结果验证模型的准确性。