本文關(guān)鍵詞：基于FLUENT的氣力輸送濃相氣固兩相流數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣力輸送氣固兩相流涉及到能源輸送、環(huán)境保護(hù)、航空航天等許多高新技術(shù)行業(yè),氣固兩相流在化工、冶金、能源、環(huán)保、輕工和國(guó)防等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣,例如煤粉輸送和粉塵測(cè)量等。這門學(xué)科的工程應(yīng)用將對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和能源資源的充分利用起到重要的推動(dòng)作用。 對(duì)氣固兩相流動(dòng)特性的研究主要分為實(shí)驗(yàn)研究和理論研究。建立集氣固兩相流參數(shù)測(cè)試、氣固兩相流狀態(tài)監(jiān)控和氣固兩相流流態(tài)模擬仿真于一體的動(dòng)態(tài)測(cè)試綜合實(shí)驗(yàn)裝置,有利于將理論研究與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合,深入了解氣固兩相流內(nèi)部流動(dòng)機(jī)理。由于氣固兩相流動(dòng)力學(xué)特性非常復(fù)雜且現(xiàn)有常用實(shí)驗(yàn)裝置的限制,難以得到氣固兩相流內(nèi)部的流動(dòng)細(xì)節(jié)。隨著計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展,運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以得到氣力輸送過程中氣固兩相流的流場(chǎng)特征,可以為實(shí)驗(yàn)室氣固兩相流綜合實(shí)驗(yàn)裝置的建立提供指導(dǎo)作用。 本文圍繞建立濃相氣固兩相流綜合實(shí)驗(yàn)裝置的目標(biāo),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)濃相靜壓經(jīng)驗(yàn)公式,分別對(duì)氣力輸送管道的水平段和豎直段的管道壓力損失進(jìn)行了計(jì)算和反復(fù)校核,以選取能夠提供足夠動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)裝置。 本文以氣力輸送煤粉顆粒在豎直管道內(nèi)的流動(dòng)為研究對(duì)象,采用FLUENT平臺(tái),對(duì)煤粉顆粒在豎直管道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬仿真。首先選用GAMBIT軟件對(duì)豎直管道進(jìn)行幾何建模、劃分網(wǎng)格和邊界條件選擇,以及網(wǎng)格測(cè)試。由FLUENT載入物理模型,并進(jìn)行初始條件設(shè)置、求解模型選擇等,完成仿真計(jì)算的初始化。仿真模型是基于顆粒動(dòng)力學(xué)理論的雙流體模型,該模型考慮了氣固兩相流相間的相互作用、固體顆粒間的相互碰撞以及固體顆粒與壁面的碰撞作用。 本文將仿真計(jì)算得到的數(shù)據(jù)與參考文獻(xiàn)中他人仿真研究結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析,在近似相同的邊界、初始條件以及求解條件下,豎直管道內(nèi)不同截面位置處的氣體流動(dòng)的徑向速度分布、和豎直管道軸向靜壓降等與他人仿真研究結(jié)果基本吻合；而固相流動(dòng)時(shí)徑向速度分布與他人仿真研究結(jié)果存在差別,經(jīng)分析,本文研究所得結(jié)論更符合實(shí)際情況；本文的氣相和固相流動(dòng)沿徑向濃度分布與參考文獻(xiàn)仿真研究的氣相和固相流動(dòng)沿徑向濃度分布存在較大的差距,尤其本文的氣相和固相流動(dòng)沿徑向濃度分布數(shù)據(jù)在入口處波動(dòng)較大,還有待于進(jìn)一步的仿真和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：氣力輸送 氣固兩相流 流動(dòng)特征 Eulerian模型 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TK12;TH232
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• Contents10-12
• 第一章 緒論12-27
• 1.1 課題背景及研究意義12-14
• 1.2 氣力輸送氣固兩相流綜述14-17
• 1.2.1 氣力輸送氣固兩相流輸送裝置類型及分類14-16
• 1.2.2 氣力輸送氣固兩相流流型及分類16-17
• 1.3 氣固兩相流參數(shù)測(cè)量方法17-22
• 1.3.1 直接式測(cè)量方法18
• 1.3.2 間接式測(cè)量方法18-22
• 1.4 氣固兩相流的研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4.1 氣固兩相流實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4.2 氣固兩相流數(shù)值研究現(xiàn)狀23-24
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容24-25
• 1.6 論文章節(jié)安排25-26
• 1.7 本章小結(jié)26-27
• 第二章 氣固兩相流綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)27-36
• 2.1 氣固兩相流綜合實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)27-34
• 2.1.1 氣固兩相流綜合實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)27-30
• 2.1.2 綜合實(shí)驗(yàn)裝置氣力輸送單元設(shè)計(jì)計(jì)算30-34
• 2.2 綜合實(shí)驗(yàn)裝置主要部件選擇及參數(shù)34-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第三章 氣固兩相流的數(shù)值模型36-45
• 3.1 氣固兩相流基礎(chǔ)理論36-40
• 3.1.1 相內(nèi)的微觀真實(shí)值和體平均值36-37
• 3.1.2 氣固兩相流固體顆粒受力分析37-38
• 3.1.3 氣固兩相流主要流動(dòng)特征參數(shù)38-40
• 3.2 氣固兩相流體流動(dòng)模型40-43
• 3.2.1 顆粒軌跡模型40-41
• 3.2.2 Euler模型(雙流體模型)41-43
• 3.3 濃相氣固兩相流數(shù)學(xué)模型建立43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 濃相氣固兩相流數(shù)值求解45-59
• 4.1 FLUENT平臺(tái)及其應(yīng)用45-48
• 4.1.1 FLUENT軟件結(jié)構(gòu)46-47
• 4.1.2 FLUENT軟件可以求解的問題47
• 4.1.3 FLUENT軟件求解步驟47-48
• 4.2 氣固兩相流體的物理特性參數(shù)48
• 4.3 FLUENT模擬濃相氣固兩相流步驟48-57
• 4.3.1 幾何模型建立與網(wǎng)格劃分49-52
• 4.3.2 求解器選擇52-54
• 4.3.3 初始和邊界條件設(shè)置54-57
• 4.4 氣固兩相流仿真求解57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 濃相氣固兩相流在豎直管道的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析59-75
• 5.1 氣相和固相的速度分布59-63
• 5.2 氣相和固相濃度分布63-67
• 5.3 氣體入口速度對(duì)兩相流固相速度和管道內(nèi)軸向平均靜壓的影響67-72
• 5.4 固相顆粒密度對(duì)管道內(nèi)軸向平均靜壓的影響72-74
• 5.5 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于FLUENT的氣力輸送濃相氣固兩相流數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：379586