顆粒撞擊壁面的行為研究對建立準(zhǔn)確的壁面顆粒反彈模型以及分離器性能預(yù)測十分重要。為此,本文搭建了顆粒撞擊壁面的機(jī)理實(shí)驗(yàn)裝置,利用高速攝像及圖片處理技術(shù)獲得了顆粒反彈的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),分析了球形度及壁面材料對顆粒撞擊行為的影響。結(jié)果表明:球形顆粒的恢復(fù)系數(shù)高于非球形顆粒,撞擊有機(jī)玻璃壁面的恢復(fù)系數(shù)高于碳鋼壁面;球形顆粒的摩擦系數(shù)低于非球形顆粒,而兩種壁面材料對摩擦系數(shù)影響較小。 

【文章來源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2019,40(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１實(shí)驗(yàn)裝置簡圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｆａｃｉｌｉｔｙ??

４??３６．４??０．６８??１￣７?非球形??８￣１１?非球形??１２？１５?球形??３．２摩擦系數(shù)??在平行壁面方向上，模型的關(guān)鍵系數(shù)為摩擦系??數(shù)／?１１（５１?（假定碰撞為滑移類型）：??ｒ?＿?＼ｖ２ｘ?－?Ｖｌｘ＼?（２、??Ｊ?￣?（ｌ?＋?ｋ）ｖｌｙ?Ｕ??通過此式可以在已知的情況下求解出??Ｖ２ｘ－??觀察摩擦系數(shù)的結(jié)果（圖５），摩擦系數(shù)／隨撞??擊角的增大而減校在壁面材料相同（碳鋼）時(shí)，非??球形顆粒的摩擦系數(shù)高于球形顆粒；對于同一種非??根據(jù)圖４的特性，假定小撞擊角下Ａ；與ａｉ為??二次函數(shù)關(guān)系，大撞擊角下Ａ：為定值，對Ａ：進(jìn)行擬??合，可得到關(guān)系式：??，Ｉ?，?Ｉ?ｊ?Ａｘ?（ｄｅｇ?ａｉ－＾ｆ＋Ｃ?ａｉ＾Ｐ?．．??ｋ＝＼ｖ２ｙ／ｖｌｙ＼＝＾〇?（１）??擬合結(jié)果如表２所示。??表２恢復(fù)系數(shù)模型擬合參數(shù)??Ｔａｂｌｅ?２?Ｍｏｄｅｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｒｅｓｔｉｔｕｔｉｏｎ??ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ??編耳?顆粒形狀?ｍｍ?ａＴＩＦ３?ｐ?ｃ￣??Ｗａｌｌ?／／／／／／／??圖３入射、反彈速度與角度示意圖??Ｆｉｇ．?３?Ｉｍｐａｃｔ／ｒｅｂｏｕｎｄ?ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ?ａｎｄ?ａｎｇｌｅｓ??由于一組工況下顆粒的入射速率、角度與氣流??的速率、角度并不相等，須在所有工況的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)??上，按圖像上測得的實(shí)際顆粒速度和角度進(jìn)行分組。??分組的方法是將速度或角度圓整到最小分組的倍數(shù)，??例如將顆粒碰撞前速度在４．５？７．５?ｍ／ｓ范圍內(nèi)的數(shù)??據(jù)劃分至碰撞速度為６?ｍ／ｓ的一組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將顆??粒碰撞前與壁面夾角在３５°？４５°范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)劃分??

同一種非??根據(jù)圖４的特性，假定小撞擊角下Ａ；與ａｉ為??二次函數(shù)關(guān)系，大撞擊角下Ａ：為定值，對Ａ：進(jìn)行擬??合，可得到關(guān)系式：??，Ｉ?，?Ｉ?ｊ?Ａｘ?（ｄｅｇ?ａｉ－＾ｆ＋Ｃ?ａｉ＾Ｐ?．．??ｋ＝＼ｖ２ｙ／ｖｌｙ＼＝＾〇?（１）??擬合結(jié)果如表２所示。??表２恢復(fù)系數(shù)模型擬合參數(shù)??Ｔａｂｌｅ?２?Ｍｏｄｅｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｒｅｓｔｉｔｕｔｉｏｎ??ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ??編耳?顆粒形狀?ｍｍ?ａＴＩＦ３?ｐ?ｃ￣??Ｗａｌｌ?／／／／／／／??圖３入射、反彈速度與角度示意圖??Ｆｉｇ．?３?Ｉｍｐａｃｔ／ｒｅｂｏｕｎｄ?ｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓ?ａｎｄ?ａｎｇｌｅｓ??由于一組工況下顆粒的入射速率、角度與氣流??的速率、角度并不相等，須在所有工況的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)??上，按圖像上測得的實(shí)際顆粒速度和角度進(jìn)行分組。??分組的方法是將速度或角度圓整到最小分組的倍數(shù)，??例如將顆粒碰撞前速度在４．５？７．５?ｍ／ｓ范圍內(nèi)的數(shù)??據(jù)劃分至碰撞速度為６?ｍ／ｓ的一組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將顆??粒碰撞前與壁面夾角在３５°？４５°范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)劃分??至碰撞角為４０°的一組進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本文的研究目標(biāo)??不包括撞擊速度的影響，因此所有工況的速度僅選??擇６?ｍ／Ｓ?—組。工況８？１５雖然僅進(jìn)行了入射角度??為１０°，?３０°，?５０°，?７０。的實(shí)驗(yàn)，但圖像上測得的撞擊??角從１０。到７０°均有分布，因此仍劃分為１０°，?２〇°，??３０。，４０。，５０。，６０。，７０。七組。??３實(shí)驗(yàn)結(jié)果??３．１恢復(fù)系數(shù)??本文在實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理中采用包含恢復(fù)系數(shù)、摩??擦系數(shù)的模型。在垂直壁面的方向上，借助恢復(fù)系??數(shù)ｆｃ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]慣性粒子分離器清除流道PIV測量與分析[J]. 王彤,孫亮亮,邵昱昌.  航空學(xué)報(bào). 2016(10)

碩士論文
[1]慣性分離器小尺度顆粒氣固流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[D]. 許峰.上海交通大學(xué) 2010



本文編號：3119665