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。

Y型供料器作为气力输送系统的重要装置,供料器内流场的变化将会影响整个输送系统的效率。为研究颗粒粒径对Y型供料器内流场的影响,采用计算流体力学(CFD)中的离散相模型(DPM)模拟Y型供料器中颗粒的运动情况,找出颗粒粒径对Y型供料器内流场影响规律。结果表明颗粒粒径为2~50μm范围内时,随着颗粒粒径的增加,Y型供料器内压降逐渐降低,且降低趋势越来越平缓,颗粒出口速度也逐渐降低。

本文提出一种以线性神经网络为基础测量气，固两相流速度的新方法。首先通过对两个传感器之间的流动噪声输送过程进行分析，建立两个传感器信号之间的数学模型。并以此为基础通过线性神经网络测量流动噪声的渡越时间，进而测出流速。实验结果表明，此方法可以克服常用的相关估计方法中存在的随机误差较大，分辨率较低的缺点，为两相流流速的测量测量了一种有效的手段。

气固两相流体绕流方形截面柱体的流动对于理论研究和工程应用都具有重要意义,但由于其复杂性人们对它的认识还很初浅.文中应用三维颗粒动态分析仪(3D-PDPA)对较高雷诺数下气固两相流体绕流方形截面柱体的流场进行了测量,得到了两相绕流的时均速度场和速度脉动分布等数据,并分析了颗粒的存在对流场的影响.研究发现载有颗粒的气固两相方柱绕流存在回流区,其两相方柱绕流的尾迹区长度比单相绕流尾迹区短.在流向方向上可以把绕流后流场大致分为靠近方柱的基本区和远离方柱的近尾迹区两个区域,基本区内各方向的速度脉动程度都非常强,颗粒脉动比气流脉动强;而近尾迹区内速度脉动较弱.在横向方向上,y/D＜1/3区域内气流速度脉动强度很高,而且颗粒脉动比气流脉动强度高;在y/D＞1/3区域内则脉动强度很低.研究结果对于认识较高雷诺数下气固两...

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...

为了获得混粉雾化快凝中的工艺参数,制备性能优良的球形磁性磨料,提高制备工艺系统的稳定性。通过对雾化快凝工艺的分析,设计了双级雾化器、设计了气力送混粉装置与控制系统、设计了雾化水冷室的结构与冷却供水系统。通过FLUENT流体分析软件,对双级雾化器在不同压力配比下的数值分析,模拟出在上级雾化压力为1.2MPa、下级雾化压力为2.5MPa时得到均匀的速度流场,保证雾化过程的持续性。在现有设计的基础上,通过实验验证了上述设备与工艺参数准确性,制备出了陶瓷硬质磨料颗粒牢固地镶嵌在铁基体表层的球形磁性磨料。

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。

采用人工智能中的模糊逻辑方法进行气固两相流动PTV测量中的颗粒识别，因更多地模拟人脑的思维过程使得识别效率得到大幅度的提高，同时，在识别过程中可以获取大量有关颗粒本身的信息，如形状和尺寸等，由此可将气固两相流动中的不同尺寸的颗粒区分开，从而可实现对气固两相流动的测量。

建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场，运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理，对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟，进而得到流场的气相特性以及岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布规律。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。分析了钻进速度和尾气流量对携岩特性的影响，结果表明：随着钻进速度的增加尾气携岩能力下降，额定工作压力0．8MPa时钻进速度应小于12．6m／h；随着尾气质量流量的增加携岩能力提高，施工时应该在保证冲击器工作性能的情况下适当增加尾气质量流量。