本文關(guān)鍵詞：密相栓流氣力輸送的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣力輸送是利用氣體在管道中輸送物料的一種運(yùn)輸方式。常規(guī)的氣力輸送裝置由動(dòng)力源(通常是運(yùn)用氣體輸送),運(yùn)輸路徑,儲(chǔ)存物料裝置和回收顆粒裝置等幾部分構(gòu)成,被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。早期的氣力輸送以稀相氣力輸送為主。但由于稀相輸送的應(yīng)用局限性使得其逐步被密相氣力輸送所代替。由于對密相氣力輸送的研究主要集中在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方面,理論方面的研究較少,且對料栓流動(dòng)機(jī)理的研究主要是利用CFD流體軟件FLUENT進(jìn)行分析,不能從顆粒尺寸層面來揭示物料流動(dòng)機(jī)理。所以本文引入離散元軟件EDEM,基于EDEM-FLUENT耦合平臺對密相氣力輸送進(jìn)行仿真分析,從顆粒角度分析密相氣力輸送料栓的流動(dòng)機(jī)理。本文首先對EDEM軟件與FLUENT軟件的耦合方法進(jìn)行了介紹,基于EDEM-FLUENT耦合平臺對垂直管道中密相氣力輸送進(jìn)行數(shù)值模擬,仿真分析垂直管道中料栓的運(yùn)動(dòng)形式和顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡。探討入口氣體速度對料栓運(yùn)動(dòng)速度的影響。并著重分析氣體速度,顆粒質(zhì)量流量,管道直徑等因素對單位管道壓降大小的影響。同時(shí),本文對水平管道中密相氣力輸送進(jìn)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運(yùn)動(dòng)形態(tài),探討通過壓力變化來判斷流型的方法。著重分析了料栓的流動(dòng)機(jī)理,分別從觀測流型圖;總結(jié)氣固兩相在某一管道截面的速度變化規(guī)律;分析顆粒、流體、管道三者之間相互接觸力關(guān)系這三個(gè)不同的角度揭示料栓運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)機(jī)理。分析了在給定初始條件下,物料在由水平管、彎管、垂直管所組成的整體管道中的不同的流動(dòng)形態(tài),確定了料栓在整體管道中進(jìn)行連續(xù)密相輸送的初始條件。并對輸送過程中的堵管現(xiàn)象進(jìn)行分析,總結(jié)發(fā)生堵管現(xiàn)象的邊界條件并提出避免堵管的改進(jìn)方案。最后利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)預(yù)測和逼近特性,結(jié)合仿真數(shù)據(jù),對密相氣力輸送過程中的壓降進(jìn)行預(yù)測。其預(yù)測結(jié)果與仿真得到的結(jié)果誤差較小,驗(yàn)證了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法預(yù)測壓降方法的可行性與準(zhǔn)確性。運(yùn)用此方法彌補(bǔ)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算壓降方式的不足。
【關(guān)鍵詞】：氣力輸送 密相 數(shù)值模擬 壓降 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH48;O359
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 氣力輸送綜述10-11
• 1.2 氣力輸送的國內(nèi)外發(fā)展11-12
• 1.3 氣力輸送的特點(diǎn)12
• 1.4 課題研究內(nèi)容及需要解決的問題12-16
• 第2章 氣固兩相流的流動(dòng)機(jī)理分析16-26
• 2.1 氣固兩相流的流型分析16-18
• 2.1.1 水平管道的流型16-17
• 2.1.2 垂直管道的流型17
• 2.1.3 彎管中的流型17-18
• 2.2 單顆粒在流體中的受力分析18-19
• 2.2.1 阻力（拖曳力）18
• 2.2.2 Basset力18-19
• 2.2.3 Saffman力19
• 2.2.4 Magnus升力19
• 2.2.5 湍流脈動(dòng)19
• 2.3 顆粒群在流體中的運(yùn)動(dòng)方程19-23
• 2.3.1 在?L段中顆粒群軸向受力分析19-22
• 2.3.2 顆粒群在水平管中的運(yùn)動(dòng)方程22-23
• 2.4 氣固兩相流流動(dòng)控制方程23-24
• 2.5 氣固兩相流流體流動(dòng)模型24-26
• 2.5.1 雙流體模型24
• 2.5.2 顆粒軌道模型24-25
• 2.5.3 離散單元法25-26
• 第3章 基于EDEM-FLUENT密相氣力輸送在垂直管道的數(shù)值模擬26-40
• 3.1 EDEM-FLUENT耦合平臺26-27
• 3.1.1 EDEM26-27
• 3.1.2 EDEM-FLUENT耦合方法27
• 3.2 氣力輸送的物理特性參數(shù)27-28
• 3.3 基于EDEM-FLUENT密相氣力輸送的數(shù)值模擬過程28-30
• 3.3.1 數(shù)值模擬的理論基礎(chǔ)與基本假設(shè)28-29
• 3.3.2 實(shí)施仿真的相關(guān)求解模型29
• 3.3.3 時(shí)間步長及邊界條件29-30
• 3.4 仿真結(jié)果與分析30-40
• 3.4.1 懸浮速度30-32
• 3.4.2 垂直向上密相氣力輸送過程總貌32-34
• 3.4.3 栓速與氣速34-35
• 3.4.4 氣速、顆粒流量與垂直管道壓降的關(guān)系35-37
• 3.4.5 管道直徑與垂直管道壓降37-40
• 第4章 水平管及整體管道的連續(xù)密相氣力輸送的數(shù)值模擬40-56
• 4.1 水平管道中的密相氣力輸送40-50
• 4.1.1 模型的建立40
• 4.1.2 水平管密相氣力輸送流型的判定及影響因素40-43
• 4.1.3 料栓的坍塌與合并43-44
• 4.1.4 密相氣力輸送栓內(nèi)兩相流速度分布44-45
• 4.1.5 料栓內(nèi)部接觸力關(guān)系45-49
• 4.1.6 操作條件對壓降的影響49-50
• 4.2 料栓在整體管道中的流動(dòng)狀態(tài)50-53
• 4.3 堵管的臨界條件及堵管的原因和解決措施53-56
• 4.3.1 堵管的臨界條件53-54
• 4.3.2 堵管的解決措施54-56
• 第5章 氣力輸送中管道壓損的計(jì)算及預(yù)測56-66
• 5.1 氣力輸送中的各項(xiàng)壓力損失及常用壓損計(jì)算方法56-57
• 5.1.1 氣力輸送中的各項(xiàng)壓力損失56-57
• 5.1.2 常用壓損計(jì)算方法57
• 5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對密相氣力輸送中管道壓降的預(yù)測57-66
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)58-61
• 5.2.2 輸入?yún)?shù)的確定61
• 5.2.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果分析61-63
• 5.2.4 訓(xùn)練誤差影響因素分析63-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 全文總結(jié)66-67
• 6.2 工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 作者簡介74-76
• 致謝76

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本文編號：359381