發(fā)布時間：2021-08-03 05:06

　　在豎直振動與逆重力氣流作用下,顆粒物質會形成對流運動。在顆粒對流運動過程中,不同種類顆粒會發(fā)生混合或分離行為,影響能源、冶金、材料及化工等工農業(yè)領域的生產加工過程。振動與氣流可以引起顆粒分布狀態(tài)在混合與分離之間相互轉變。通過實驗系統(tǒng)地研究了豎直振動與逆重力氣流共同作用下,單/雙組分顆粒系統(tǒng)的顆粒對流運動與雙組分顆粒系統(tǒng)的顆粒分布與分離特性,獲得了單/雙組分顆粒的顆粒對流相圖和雙組分顆粒的顆粒分布相圖,獲得了顆粒對流模式、顆粒分布模式與顆粒分離程度的調控方法與條件。單獨增大振動加速度（I’=2～7）、單獨增大氣流速度（u=0.00～1.82 m/s）或單獨減小振動頻率（f=15～45 Hz）,顆粒對流模式傾向由雙對流環(huán)對流逐漸轉變?yōu)閱螌α鳝h(huán)對流;單獨減小振動頻率f或增大振動加速度I’有利于使巴西果分離逐漸轉變?yōu)榛旌戏植?期間伴隨著水平分離的出現與消失。單獨增大氣流速度（u=0.00～1.82 m/s）會導致顆粒系統(tǒng)由巴西果分離逐漸轉變?yōu)榉窗臀鞴蛛x,期間伴隨著混合分布及水平分離的出現與消失。通過系統(tǒng)研究顆粒對流與分聚行為,揭示了顆粒對流導致顆粒分離的機理,闡述了顆粒重新分布并形成特定分布... 

【文章來源】：北京科技大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：164 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－１由容器底面測置的表觀質置隨容器內願粒堆積質置變化的關系Ｍ

?４００??堆積質量（ｇ＞??圖２－１由容器底面測置的表觀質置隨容器內願粒堆積質置變化的關系Ｍ。??■??圖２－２沙堆中力鏈模＿果叫??在由大量離散固體顆粒組成的顆粒系統(tǒng)中，顆粒與顆粒之間相互接觸，其??相互作用力的傳遞形成了強度和方向迥異的力鏈（ｆｏｒｃｅ?ｃｈａｉｎ）?［１２’２３＿２５］。顆粒力??鏈在顆粒系統(tǒng)中起著支撐體系構型、傳遞壓力、維持物質狀態(tài)的作用［１２］。諸多??研究［４，２６＿％表明顆粒力鏈對解釋顆粒物質的各種物理問題有重要意義，指出在顆??粒系統(tǒng)中，顆粒之間通過接觸摩擦力相互支撐，形成了弓形效應。弓形效應決定??了顆粒系統(tǒng)中顆粒的力鏈分布。Ｍａｊｍｕｄａｒ等人［２９］和Ｂｏｕｃｈａｕｄ等人［３Ｑ］也從力鏈??的角度來解釋顆粒物質的物理問題。??因沙堆中顆粒的具體堆放和接觸歷史不同，即使在兩個大小和形狀相同的??沙堆中，其相同位置所受的摩擦力也不相同。這種摩擦力的不確定性給研究顆粒??－１４?－??＊??

?物質的力鏈分布帶來了困難。經過實驗研究，人們發(fā)現顆粒中的力分布不均勻，??如圖２－２所示，沙堆力鏈分布的模擬結果ｆ２２］表明通過力鏈形成的力的網絡也不均??勻。在顆粒物質中，顆粒中的應力分布是隨機的力網分布結構。處于力鏈上的顆??粒發(fā)生任何局部的或微小的位置變動都可能引起顆粒體系力分布的巨大變化。如??在高山雪地，往往產生雪崩的誘因僅僅是動物的行走、高聲尖叫或是滑雪板的壓??力等等一些細小的外力作用。??２．２顆粒物質的對流行為??當顆粒系統(tǒng)受到外部激勵作用時，顆粒系統(tǒng)吸收外部激勵提供的能量，顆粒??由靜止狀態(tài)轉變?yōu)檫\動狀態(tài)，并在內部應力或外力作用下形成類似流體流動狀態(tài)??的顆粒流［３１，３２］。在顆粒流相關研究中，外部激勵條件通常為豎直正弦振動，采??用無量綱振動加速度廠＝?３（２功２／ｇ來標度振動的強烈程度，其中，Ｘ為振動振幅，??ｍ；／為振動頻率，Ｈｚ，ｇ為重力加速度，ｍ／ｓ２。無特殊說明時，無量綱振動加速??度廠一般簡稱為振動加速度。???！??????；＿??????；?！??ｏ?ｎ?〇?〇?ｒ＾ｒ＼ｒｉｒ）?（＇

【參考文獻】：
期刊論文
[1]豎直振動下顆粒物質的行為模式研究進展[J]. 劉舉,白鵬博,凡鳳仙,胡曉紅.  化工進展. 2016(07)
[2]振動顆�；旌衔镏械闹芷谛苑志郜F象與能量耗散[J]. 何菲菲,彭政,顏細平,蔣亦民.  物理學報. 2015(13)
[3]雙組分顆粒振動體系中的能量傳遞與耗散[J]. 張富翁,王立,劉傳平.  浙江大學學報(工學版). 2015(03)
[4]垂直振動床中的能量傳遞與耗散[J]. 劉傳平,王立,張富翁.  物理學報. 2014(04)
[5]振動顆粒物質“巴西果"分離效應實驗和理論研究[J]. 彭亞晶,張卓,王勇,劉小嵩.  物理學報. 2012(13)
[6]顆粒物質“巴西果”分離的影響因素及分離機制概述[J]. 彭亞晶,劉小嵩,甄珍,姜澤輝.  物理. 2011(10)
[7]振動流化床內二元顆粒體系分布特性的研究[J]. 賈敏,王立,劉傳平.  化學工程與裝備. 2010(12)
[8]大顆粒振動流化床顆粒臨界流化速度研究[J]. 李攀峰,潘霄恒.  化工裝備技術. 2010(03)
[9]二維顆粒體系單軸壓縮形成的力鏈結構[J]. 孫其誠,金峰,王光謙,張國華.  物理學報. 2010(01)
[10]顆粒體系中的骨架及力鏈網絡[J]. 孫其誠,辛海麗,劉建國,金峰.  巖土力學. 2009(S1)

博士論文
[1]雙組分顆粒分離的動力學過程研究[D]. 文平平.北京理工大學 2016

碩士論文
[1]多元固相顆粒流動過程偏析行為的實驗研究與數值仿真[D]. 胡招文.重慶大學 2016
[2]無粘性顆粒堆的應力分布[D]. 謝曉明.中南大學 2002



本文編號：3318995