本文關(guān)鍵詞：濃相氣力輸送分支管道流動(dòng)特性研究

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【摘要】：氣力輸送是利用氣流作為載體在管道中輸送固體物料的技術(shù)。濃相氣力輸送因具有能耗低和輸送效率高等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。氣力輸送系統(tǒng)的管路布置比較靈活，管道的幾何結(jié)構(gòu)多種多樣。分支管作為管路布置的一種形式，如今廣泛應(yīng)用于輸送過(guò)程中的管路分流。兩相在流經(jīng)管道分支處時(shí)，因分支管角度的變化、系統(tǒng)操作參數(shù)的變化等都會(huì)影響到流量分配和壓力降等流動(dòng)參數(shù)。因此，對(duì)分支管道流動(dòng)特性的研究具有重要的理論與工程應(yīng)用意義。 基于以上背景，本文設(shè)計(jì)并制作了六種不同幾何結(jié)構(gòu)的分支管（管道兩分支分為固定支與變動(dòng)支），以干燥的粉煤灰作為輸送物料進(jìn)行氣力輸送實(shí)驗(yàn)。通過(guò)改變分支管角度、固氣質(zhì)量比和輸送氣體速度，得出不同幾何結(jié)構(gòu)下分支管流量分配、分支處局部阻力和分支后沿程阻力的變化規(guī)律。并在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)影響局部阻力和沿程阻力的因素進(jìn)行分析，擬合了分支管局部和沿程的阻力特性方程。同時(shí)，采用數(shù)值模擬的方法對(duì)分支管流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究。 實(shí)驗(yàn)研究方面，設(shè)計(jì)搭建了分支管氣力輸送系統(tǒng)并進(jìn)行輸送粉煤灰的研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：分支管的流量分配特性主要受分支角度的變化影響較大，氣固兩相更容易分配到與主管夾角較小的分支中，且氣體速度和固氣質(zhì)量比只有在輸送氣速小于管道沉積速度時(shí)才會(huì)對(duì)流量分配特性產(chǎn)生明顯影響；分支管分支處局部壓降和分支后沿程壓降都受流量分配特性影響較大，其壓降值都隨系統(tǒng)輸送氣速和固氣質(zhì)量比增大而增大，且壓降曲線在達(dá)到管道沉積速度時(shí)會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn)。 理論分析方面，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，，綜合考慮影響分支管局部和沿程阻力特性的因素，采用量綱分析和多元線性回歸分析等數(shù)學(xué)方法，分別擬合了分支管分支處局部和分支后沿程的阻力特性方程，并對(duì)方程的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)擬合方程準(zhǔn)確性較高，可以用于指導(dǎo)工程應(yīng)用。 數(shù)值模擬方面，以實(shí)驗(yàn)所得參數(shù)為基礎(chǔ)，用Gambit軟件對(duì)分支管進(jìn)行幾何建模和網(wǎng)格劃分，并在分支處和管路壁面進(jìn)行網(wǎng)格加密。選用Fluent軟件中的歐拉雙流體模型和能夠提高漩渦精度的RNGk湍流模型對(duì)分支管分流流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果顯示：分支前后兩相速度和壓力都降低，分支處內(nèi)外兩側(cè)壁面有較大速度和動(dòng)壓差；在分支處固相緊貼分支內(nèi)側(cè)壁面流動(dòng)，而分支外側(cè)壁面氣相聚集較多、湍流較強(qiáng)，容易出現(xiàn)漩渦，且分支角度越大，湍流和漩渦現(xiàn)象越明顯。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)值與模擬值相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果準(zhǔn)確性較高，可用于預(yù)測(cè)分支分流的相關(guān)流場(chǎng)信息。
【關(guān)鍵詞】：濃相氣力輸送 分支管道 分流特性 阻力特性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH232
【目錄】：

• 目錄5-8
• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景、目的與意義12-13
• 1.2 文獻(xiàn)綜述13-21
• 1.2.1 氣力輸送簡(jiǎn)介13-15
• 1.2.2 氣力輸送復(fù)雜管道的研究進(jìn)展15-21
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 第二章 分支管道氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝22-30
• 2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概況22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置的選取23-26
• 2.2.1 氣源部分23-24
• 2.2.2 發(fā)料裝置24-25
• 2.2.3 收料裝置25
• 2.2.4 管路布置與分支管道的設(shè)計(jì)25-26
• 2.3 測(cè)試設(shè)備26-28
• 2.4 輸送物料的選擇28-29
• 2.5 具體實(shí)驗(yàn)流程29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 第三章 氣力輸送分支管道的實(shí)驗(yàn)研究與分析30-44
• 3.1 實(shí)驗(yàn)研究目的30
• 3.2 輸送系統(tǒng)參數(shù)確定30
• 3.3 分支管道的流量分配特性研究30-32
• 3.4 分支管分流處局部阻力特性研究32-38
• 3.4.1 分支管固定支局部阻力特性33-35
• 3.4.2 分支管變動(dòng)支局部阻力特性35-36
• 3.4.3 分支管兩分支各自局部阻力特性對(duì)比36-38
• 3.5 分支管分流后沿程阻力特性研究38-43
• 3.5.1 各分支管兩分支沿程阻力特性38-41
• 3.5.3 分支管兩分支各自沿程阻力特性對(duì)比41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 分支管段阻力特性等效模型的建立44-52
• 4.1 分支管段局部阻力特性44-48
• 4.1.1 局部阻力方程的建立44-47
• 4.1.2 擬合方程的驗(yàn)證47-48
• 4.2 分支管段沿程阻力特性48-51
• 4.2.1 沿程阻力方程的建立48-50
• 4.2.2 擬合方程的驗(yàn)證50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第五章 濃相氣力輸送分支管段的數(shù)值模擬52-72
• 5.1 多相流模型的選擇52-53
• 5.2 數(shù)學(xué)模型的建立53-54
• 5.2.1 基本控制方程53
• 5.2.2 湍流模型的選擇53-54
• 5.3 管道幾何模型的建立54-55
• 5.4 邊界條件的設(shè)定55
• 5.5 模擬結(jié)果與分析55-70
• 5.5.1 氣固兩相速度分布56-61
• 5.5.2 氣固兩相動(dòng)壓分布61-63
• 5.5.3 氣固兩相體積分布63-67
• 5.5.4 氣固兩相湍流強(qiáng)度67-69
• 5.5.5 固相速度跡線69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-72
• 第六章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比72-76
• 6.1 實(shí)驗(yàn)方法與模擬方法的匹配72-73
• 6.2 分支管流量分配特性對(duì)比73-74
• 6.3 分支管局部壓力降對(duì)比74
• 6.4 分支管沿程壓力降對(duì)比74-75
• 6.5 誤差產(chǎn)生的原因分析75-76
• 第七章 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)76-80
• 7.1 結(jié)論76-77
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)77-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 致謝86-87
• 附錄87

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：759310