本文關(guān)鍵詞：炭黑在密相氣力輸送系統(tǒng)中的流動(dòng)機(jī)理及數(shù)值模擬分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣力輸送是以壓縮氣體作為動(dòng)力源,在密閉管道中依靠空氣或者其他惰性氣體,把散狀粒料或粉料沿著管道輸送到目的地的一種方法。由于氣力輸送過(guò)程是在密閉管道中進(jìn)行的,具有無(wú)污染、低能耗,輸送穩(wěn)定安全等優(yōu)點(diǎn)。因此,氣力輸送廣泛地應(yīng)用在各行業(yè)的散料輸送過(guò)程當(dāng)中。 本文綜述了氣力輸送的國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況,并對(duì)比總結(jié)了目前常用的氣力輸送技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)橡膠工業(yè)常用炭黑的特殊輸送要求,以炭黑在密相輸送中的流動(dòng)機(jī)理為研究方向進(jìn)行深入探討。本文提出了研究密相氣力輸送機(jī)理的數(shù)學(xué)模型和物理模型,結(jié)合固相顆粒在管道中的受力情況以及氣固兩相的相互作用,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬對(duì)炭黑密相氣力輸送的流動(dòng)機(jī)理進(jìn)行分析和驗(yàn)證。 設(shè)計(jì)了一套炭黑密相氣力輸送系統(tǒng)并進(jìn)行了輸送實(shí)驗(yàn),對(duì)不同氣力輸送的輸送工藝參數(shù)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理分析,得出在不同輸送條件下,氣力輸送的輸送特性關(guān)系圖,發(fā)現(xiàn)了發(fā)送罐憋壓壓力、管道壓力等參數(shù)對(duì)輸送的影響規(guī)律,找出了滿足輸送量情況下的最佳輸送工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)了提高輸送效率的同時(shí),降低了壓縮空氣的消耗量以及炭黑的破碎率。通過(guò)輸送機(jī)理的研究,找出了影響穩(wěn)定、高效、環(huán)保、節(jié)能、安全的氣力輸送的因素。利用壓縮空氣節(jié)能技術(shù)對(duì)炭黑的氣力輸送整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化,使氣力輸送系統(tǒng)在較低的能耗下穩(wěn)定運(yùn)行。 結(jié)合炭黑的密相氣力輸送機(jī)理,建立起輸送數(shù)學(xué)和物理模型,利用Fluent軟件對(duì)其進(jìn)行模擬分析。首先對(duì)管道的幾何參數(shù)進(jìn)行了模擬分析,得到了不同管道內(nèi)徑、不同彎徑比、不同彎管布置情況下對(duì)壓降以及管道流動(dòng)狀態(tài)的影響,提出了最優(yōu)的管道布置方案；其次,對(duì)輸送的工藝參數(shù)進(jìn)行了模擬分析,得到了在不同輸送風(fēng)速和輸送量得情況下,炭黑顆粒在管道的流動(dòng)特性,同時(shí),得出了在輸送量不變的情況下的最佳氣體速度；最后,結(jié)合最佳的管道幾何參數(shù)和最優(yōu)的輸送工藝參數(shù),對(duì)炭黑密相氣力輸送進(jìn)行模擬,結(jié)合炭黑在管道中的受力情況對(duì)炭黑的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了研究,分析了不同布置彎管形式對(duì)整個(gè)輸送過(guò)程的影響。 本文采用理論研究、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)值模擬對(duì)炭黑在密相氣力輸送系統(tǒng)的流動(dòng)機(jī)理進(jìn)行了全面的研究,其研究成果,對(duì)炭黑氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用都具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：密相 氣力輸送 流動(dòng)機(jī)理 數(shù)值模擬 參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ330.4;TH232
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-13
• 符號(hào)說(shuō)明13-15
• 1 緒論15-20
• 1.1 課題的研究背景及研究意義15-16
• 1.2 氣力輸送的發(fā)展16-18
• 1.2.1 國(guó)外的發(fā)展16-17
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)的發(fā)展17-18
• 1.3 存在的不足及待研究的問(wèn)題18-19
• 1.4 課題研究的目的、研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 氣力輸送概述20-29
• 2.1 氣力輸送系統(tǒng)簡(jiǎn)介20
• 2.2 氣力輸送的特點(diǎn)20-23
• 2.2.1 氣力輸送與其它輸送方式的比較20-22
• 2.2.2 氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)22
• 2.2.3 氣力輸送的缺點(diǎn)22-23
• 2.3 氣力輸送分類23-25
• 2.3.1 按輸送裝置分類23-25
• 2.3.1.1 吸送式氣力輸送23
• 2.3.1.2 壓送式氣力輸送23-24
• 2.3.1.3 混合式氣力輸送24-25
• 2.3.2 按輸送流態(tài)分類25
• 2.4 密相氣力輸送25-28
• 2.4.1 脈沖氣刀式栓流輸送26
• 2.4.2 單輔管密相氣力輸送26-27
• 2.4.3 雙輔管密相氣力輸送27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 氣固兩相流的流動(dòng)機(jī)理分析29-54
• 3.1 氣力輸送的基本流型29-30
• 3.1.1 垂直管道的流型29
• 3.1.2 水平管道的流型29-30
• 3.1.3 彎管的流型30
• 3.2 流體中顆粒的受力分析30-34
• 3.2.1 阻力31-32
• 3.2.2 加速度力32-33
• 3.2.2.1 視質(zhì)量力32
• 3.2.2.2 BASSET力32-33
• 3.2.3 不均勻力33-34
• 3.2.3.1 壓強(qiáng)梯度力(浮力)33
• 3.2.3.2 橫向力(速度梯度力)33-34
• 3.3 顆粒在管道中的運(yùn)動(dòng)方程34-37
• 3.3.1 單顆粒的懸浮34-35
• 3.3.1.1 水平管道中顆粒的懸浮34-35
• 3.3.1.2 垂直管道中顆粒的懸浮35
• 3.3.2 顆粒群的運(yùn)動(dòng)方程35-37
• 3.3.2.1 水平管內(nèi)顆粒群的運(yùn)動(dòng)方程35-36
• 3.3.2.2 垂直管內(nèi)顆粒群的運(yùn)動(dòng)方程36-37
• 3.4 管道的磨損機(jī)理37-44
• 3.4.1 磨損形成機(jī)理37
• 3.4.2 磨損理論37-39
• 3.4.2.1 微切削理論38
• 3.4.2.2 變形磨損理論38-39
• 3.4.2.3 TABAKOFF沖蝕磨損半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/span>39
• 3.4.3 磨損的因素39-42
• 3.4.3.1 物料的特性39-40
• 3.4.3.2 輸送管道的狀況40-41
• 3.4.3.3 輸送參數(shù)41-42
• 3.4.4 防止管道磨損的措施42-44
• 3.4.4.1 彎管的結(jié)構(gòu)42-43
• 3.4.4.2 管道的材料43-44
• 3.5 堵塞成因分析44-49
• 3.5.1 堵塞形成機(jī)理44-45
• 3.5.2 堵塞產(chǎn)生的原因45-47
• 3.5.2.1 輸送工藝參數(shù)選擇不當(dāng)45-46
• 3.5.2.2 物料的特性46-47
• 3.5.2.3 其他原因47
• 3.5.3 堵塞的排除47-49
• 3.5.3.1 采用敲擊的方法或者提高氣源壓力47-48
• 3.5.3.2 自動(dòng)排堵裝置48-49
• 3.6 研究方法49-52
• 3.6.1 壓降模型49-51
• 3.6.1.1 壓降比法49
• 3.6.1.2 經(jīng)驗(yàn)公式法49-50
• 3.6.1.3 附加壓降法50-51
• 3.6.1.4 力平衡法51
• 3.6.2 數(shù)值研究方法51-52
• 3.6.2.1 顆粒軌道模型51-52
• 3.6.2.2 雙流體模型52
• 3.7 本章小結(jié)52-54
• 4 炭黑密相氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)54-69
• 4.1 氣源及氣體處理設(shè)備54-57
• 4.1.1 空壓機(jī)的參數(shù)計(jì)算54-56
• 4.1.1.1 流量計(jì)算55
• 4.1.1.2 壓力計(jì)算55-56
• 4.1.2 空氣干燥處理裝置56-57
• 4.2 炭黑解包機(jī)與除塵器57-59
• 4.2.1 除塵器的設(shè)計(jì)58-59
• 4.2.1.1 除塵器的處理風(fēng)量59
• 4.2.1.2 除塵器的過(guò)濾面積59
• 4.3 炭黑發(fā)送裝置59-62
• 4.3.1 發(fā)送裝置的組成及原理60-61
• 4.3.2 發(fā)送罐發(fā)送能力及容積計(jì)算61-62
• 4.3.2.1 輸送能力61
• 4.3.2.2 發(fā)送罐容積61-62
• 4.4 輸送管道及儲(chǔ)氣罐的選擇62-63
• 4.4.1 輸送管道管徑的計(jì)算及選擇62-63
• 4.4.2 儲(chǔ)氣罐最小容積計(jì)算63
• 4.5 兩位三通分配閥63-64
• 4.6 料氣分離器64-65
• 4.7 渦街流量計(jì)選型65-67
• 4.8 控制系統(tǒng)67
• 4.9 本章小結(jié)67-69
• 5 炭黑密相氣力輸送系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究以及能耗分析69-88
• 5.1 炭黑的物理性質(zhì)69-70
• 5.1.1 炭黑的粒徑69
• 5.1.2 炭黑的堆積密度69-70
• 5.1.3 炭黑的真密度70
• 5.2 炭黑物性實(shí)驗(yàn)70-73
• 5.2.1 炭黑堆積密度測(cè)量70-71
• 5.2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備70
• 5.2.1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程70-71
• 5.2.1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果71
• 5.2.2 炭黑粒徑分布測(cè)量71-73
• 5.2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備71-72
• 5.2.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程72
• 5.2.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果72-73
• 5.2.3 炭黑流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)73
• 5.2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備73
• 5.2.3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程73
• 5.2.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果73
• 5.3 炭黑輸送實(shí)驗(yàn)73-82
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置73-74
• 5.3.2 輸送設(shè)備74-77
• 5.3.2.1 解包裝置74-75
• 5.3.2.2 發(fā)送裝置75
• 5.3.2.3 輸送管道75-76
• 5.3.2.4 脈沖袋式除塵器76
• 5.3.2.5 渦街流量計(jì)76-77
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程77
• 5.3.4 輸送工藝參數(shù)及結(jié)果分析77-82
• 5.3.4.1 管道中的單位壓降變化77-78
• 5.3.4.2 發(fā)送罐憋壓壓力與輸送時(shí)間的關(guān)系78
• 5.3.4.3 管道壓力與輸送時(shí)間的關(guān)系78-79
• 5.3.4.4 最優(yōu)輸送參數(shù)實(shí)驗(yàn)79-82
• 5.4 氣力輸送的能耗分析以及優(yōu)化節(jié)能82-86
• 5.4.1 壓縮空氣的成本82-83
• 5.4.2 空壓機(jī)能耗實(shí)驗(yàn)83-85
• 5.4.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備83-84
• 5.4.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及步驟84
• 5.4.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析84-85
• 5.4.3 氣力輸送系統(tǒng)的節(jié)能計(jì)算85-86
• 5.5 本章小結(jié)86-88
• 6 炭黑氣力輸送的數(shù)值模擬及分析88-109
• 6.1 利用FLUENT模擬炭黑氣力輸送的步驟88-89
• 6.2 物理模型89-90
• 6.3 控制方程90-92
• 6.4 邊界條件的設(shè)置92-93
• 6.4.1 氣相的邊界條件92-93
• 6.4.2 固相的邊界條件93
• 6.5 模擬參數(shù)93-94
• 6.6 管道幾何參數(shù)對(duì)輸送過(guò)程的影響94-97
• 6.6.1 管徑與壓降的影響94
• 6.6.2 彎徑比與壓降的關(guān)系94-95
• 6.6.3 管道布置對(duì)輸送過(guò)程的影響95-97
• 6.7 工藝參數(shù)對(duì)輸送過(guò)程的影響97-101
• 6.7.1 輸送氣速和輸送量對(duì)壓降的影響97-99
• 6.7.2 料氣比與壓降的關(guān)系99
• 6.7.3 輸送過(guò)程參數(shù)的變化99-101
• 6.8 整體模擬101-107
• 6.8.1 水平管道的流動(dòng)狀態(tài)102-104
• 6.8.2 垂直管道的流動(dòng)狀態(tài)104-105
• 6.8.3 彎管的流動(dòng)狀態(tài)105-107
• 6.9 本章小結(jié)107-109
• 總結(jié)與展望109-111
• 參考文獻(xiàn)111-114
• 附錄114-115
• 致謝115-116
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄116-117

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：炭黑在密相氣力輸送系統(tǒng)中的流動(dòng)機(jī)理及數(shù)值模擬分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：342716