本文關(guān)鍵詞：氣力提升系統(tǒng)性能分析及流場結(jié)構(gòu)研究

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【摘要】：氣力提升系統(tǒng)無運動部件,結(jié)構(gòu)非常簡單,非常適合礦漿提升、河道清淤、石油和化工液體輸送等工程領(lǐng)域。但氣力提升系統(tǒng)提升過程中氣液固三相相互作用機理復(fù)雜,提升管內(nèi)氣液固三相的運動特性也很難完全把握,這大大限制了氣力提升系統(tǒng)的性能提升,為此,本文圍繞氣力提升系統(tǒng)提升性能以及管內(nèi)三相流流場結(jié)構(gòu)進行了深入的研究,主要內(nèi)容如下:(1)建立了氣力提升系統(tǒng)的理論模型。通過動量定理和多相流理論建立了氣力提升系統(tǒng)的三相流速度模型,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)牛頓第二定律分析了氣力提升裝置的臨界提升條件,然后基于能量守恒定律建立氣力提升效率模型。最后通過實驗數(shù)據(jù)驗證了氣力提升速度模型、臨界提升條件以及效率模型的正確性。為氣力提升系統(tǒng)性能分析提供了基礎(chǔ)。(2)獲取了氣力提升系統(tǒng)的提升性能。為了獲取氣力提升系統(tǒng)的最優(yōu)提升性能,研究不同固體顆粒粒徑、浸入率、顆粒濃度、進氣量下,揚水量、揚固量的變化規(guī)律。實驗和理論分析結(jié)果均表明:臨界提升的氣流速度隨顆粒尺寸增大而增大,隨浸入率升高而減小;揚固量隨浸入率和顆粒濃度升高而增高,隨粒徑增大而下降;提升效率隨浸入率升高而增高,隨粒徑增大和顆粒濃度增而下降;此外,存在著最佳進氣量使得揚固量與提升效率處于峰值。(3)揭示了提升管內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)。通過高速攝像儀采集了提升過程氣液固的流動圖片,獲取了氣固的運動規(guī)律,但液相由于其連續(xù)性特征,無法從圖片上獲取,為此通過激光多普勒測速儀測量了提升管橫截面液相的速度場分布規(guī)律。研究結(jié)果表明:氣力提升管內(nèi)的流型呈現(xiàn)周期性的交替變換,其變換規(guī)律為:攪拌流-密集型泡狀流-稀疏型泡狀流-攪拌流。其中攪拌流相對密集型泡狀流和稀疏型泡狀流更有利于固體顆粒的提升;提升管內(nèi)氣泡作“之”字形上升,該運動其實是一種不規(guī)則的螺旋上升運動,固體有上升和下降兩種運動,但其總體趨勢是往復(fù)式上升運動;提升管橫截面液相速度分布趨于圓臺形,管壁附近速度梯度很大,而中心區(qū)速度分布平緩,且軸心處的速度最高。
【關(guān)鍵詞】：氣力提升 效率模型 速度模型 性能分析 流場結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH138
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9-10
• 1.2 氣力提升系統(tǒng)介紹10-11
• 1.2.1 氣力提升系統(tǒng)工作原理10
• 1.2.2 氣力提升系統(tǒng)性能分析與流場結(jié)構(gòu)研究難點10-11
• 1.3 氣力提升技術(shù)研究綜述11-15
• 1.3.1 氣力提升系統(tǒng)建模研究綜述11-13
• 1.3.2 氣力提升系統(tǒng)提升性能研究綜述13-14
• 1.3.3 氣力提升系統(tǒng)流場結(jié)構(gòu)研究綜述14-15
• 1.4 論文針對的問題與研究內(nèi)容15-17
• 1.4.1 論文針對的問題15-16
• 1.4.2 論文的研究內(nèi)容16-17
• 第二章 氣力提升系統(tǒng)建模與仿真分析17-31
• 2.1 氣力提升系統(tǒng)理論建模17-28
• 2.1.1 氣力提升管內(nèi)各相速度模型18-22
• 2.1.2 氣力提升臨界提升條件分析22-25
• 2.1.3 氣力提升臨界提升效率分析25-28
• 2.2 氣力提升系統(tǒng)仿真分析28-30
• 2.2.1 氣力提升各相速度分析28-29
• 2.2.2 氣力提升效率分析29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 氣力提升系統(tǒng)理論模型實驗驗證與性能分析31-51
• 3.1 實驗裝置31-37
• 3.2 實驗過程及方法37
• 3.3 氣力提升系統(tǒng)理論模型的驗證37-41
• 3.3.1 速度模型驗證37-38
• 3.3.2 臨界提升條件驗證38-40
• 3.3.3 提升效率模型驗證40-41
• 3.4 氣力提升系統(tǒng)性能分析41-50
• 3.4.1 粒徑對提升性能的影響41-44
• 3.4.2 浸入率對提升性能的影響44-47
• 3.4.3 顆粒濃度對提升性能的影響47-50
• 3.5 小結(jié)50-51
• 第四章 氣力提升系統(tǒng)流場結(jié)構(gòu)特性研究51-61
• 4.1 實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)51-54
• 4.1.1 圖像采集系統(tǒng)51-52
• 4.1.2 激光多普勒測速儀測量系統(tǒng)52-54
• 4.2 氣力提升系統(tǒng)離散相運動分析54-58
• 4.2.1 三相流流動狀態(tài)分析54-56
• 4.2.2 提升系統(tǒng)氣泡與固體顆粒運動規(guī)律分析56-58
• 4.3 氣力提升系統(tǒng)連續(xù)相速度場的測量58-60
• 4.3.1 中心線上各點軸向流速59
• 4.3.2 流動截面上流場速度分布59-60
• 4.4 小結(jié)60-61
• 第五章 結(jié)論與展望61-63
• 5.1 全文總結(jié)61-62
• 5.2 全文展望62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果及參與科研項目67-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1063710