目前,傳統(tǒng)化石能源已經(jīng)被大量開采,造成能源緊缺,因此人們開始不斷尋找新型能源。海底淺表層中天然氣水合物儲藏量十分巨大,被認為是未來可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源的新型清潔能源。在海底淺表層非成巖天然氣水合物固態(tài)流化開采的技術(shù)中,為了減少水合物從海底輸送到海上工作平臺過程中能量消耗,需要對采掘破碎后的水合物漿體中的泥沙進行海底預(yù)分離。由于水合物漿體主要是由水合物顆粒、泥沙顆粒和液相海水組成,屬于固-固-液多相分離問題。因為需要在海底進行預(yù)分離,結(jié)合水力旋流器自身結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,確定采用水力旋流器分離水合物漿體。研究水力旋流器分離水合物漿體的效率時,其中水合物顆粒的運動軌跡是一個關(guān)鍵科學(xué)問題。為此,本文采用DEM-CFD耦合仿真的方法,對水力旋流器水合物漿體中的顆粒運動開展了以下研究工作:(1)通過查閱國內(nèi)外文獻資料,了解了水力旋流器的研究現(xiàn)狀,特別是水力旋流器內(nèi)顆粒運動規(guī)律方面的研究成果。(2)DEM-CFD耦合程序的開發(fā)。根據(jù)多相流體力學(xué)和離散元素法的基本理論,研究顆粒在流體中的受力情況,基于EDEM軟件和FLUENT軟件平臺,建立DEM-CFD耦合仿真程序,并進行了可靠性驗證。(3)水力旋流器內(nèi)水...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 工程背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 水力旋流器研究現(xiàn)狀
        1.2.2 水力旋流器內(nèi)顆粒運動研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究的主要內(nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
    1.5 本文的主要創(chuàng)新點
第2章 液固耦合理論分析
    2.1 液相流動基本理論分析
        2.1.1 質(zhì)量守恒方程
        2.1.2 動量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
        2.1.4 控制方程的通用形式
    2.2 固相顆粒受力基本理論分析
        2.2.1 概述
        2.2.2 體積力
        2.2.3 表面力
    2.3 固相顆粒運動基本理論分析
        2.3.1 基本原理
        2.3.2 顆粒運動方程
        2.3.3 顆粒模型
    2.4 DEM-CFD耦合仿真理論分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 水力旋流器液相流場運動分析
    3.1 仿真模擬模型
        3.1.1 幾何模型
        3.1.2 網(wǎng)格劃分
        3.1.3 網(wǎng)格獨立性驗證
    3.2 邊界條件及參數(shù)設(shè)置
        3.2.1 EDEM模型參數(shù)設(shè)置
        3.2.2 FLUENT模型參數(shù)設(shè)置
        3.2.3 耦合模塊設(shè)置
    3.3 耦合仿真可靠性驗證
    3.4 速度場模擬結(jié)果分析
        3.4.1 切向速度
        3.4.2 軸向速度
        3.4.3 徑向速度
    3.5 本章小結(jié)
第4章 水力旋流器中固相顆粒運動分析
    4.1 顆粒群運動分析
    4.2 分離效率分析
    4.3 水合物顆粒運動分析
    4.4 水合物顆粒力學(xué)行為分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 水合物顆粒入口位置及粒徑對其運動規(guī)律影響
    5.1 入口位置對顆粒運動的影響
    5.2 顆粒粒徑對顆粒運動影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號：3746234