稠密顆粒流廣泛存在于煤氣化原料的前處理等工業(yè)過(guò)程中,其研究結(jié)果對(duì)優(yōu)化工藝、穩(wěn)定生產(chǎn)、提高效益具有重要的科學(xué)意義和參考價(jià)值。本文主要采用可視化方法對(duì)二維通道中的顆粒物質(zhì)流動(dòng)進(jìn)行了深入的研究,揭示了顆粒流的運(yùn)動(dòng)特性,并建立了顆粒流黏度模型和顆粒滲透阻力模型,基于此提出了一種混合顆粒的分離方法。主要結(jié)論如下:1.對(duì)球形顆粒在二維通道中的流動(dòng)行為進(jìn)行了研究。通過(guò)將顆粒速度為表面速度的1%時(shí)所在位置定為流動(dòng)層底部邊界,發(fā)現(xiàn)流動(dòng)層內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)可以統(tǒng)一用速度分布u=us（1-y/δ）2進(jìn)行描述。根據(jù)顆粒流的運(yùn)動(dòng)特性建立了顆粒流的剪切變稀黏度模型,并利用FT4粉體流變儀測(cè)試結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。模型表明,表觀黏度不是顆粒流的物性參數(shù),而是流動(dòng)參數(shù)的函數(shù):2.利用非球形顆粒在二維通道中的流動(dòng)參數(shù)對(duì)其流動(dòng)性進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn)顆粒流坡度和表面速度均隨著顆粒流體積流量的增加而增加,且在相同體積流量下,顆粒流的坡度和表面速度與流動(dòng)性成負(fù)相關(guān)。顆粒流高度與厚度的比值h/δ是與流量無(wú)關(guān)的特性參數(shù),且與顆粒流動(dòng)性成負(fù)相關(guān)。sinθ/Γ為與材料及形狀等無(wú)關(guān)的顆粒流常數(shù),其值約為2.59×10^-3s。... 

【文章來(lái)源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１顆粒物質(zhì)休止角久示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｎｇｌｅ?ｏｆ?ｒｅｐｏｓｅ?６Ｘ??

華東理工大學(xué)博士學(xué)位論文??贏??圖２．１顆粒物質(zhì)休止角久示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｎｇｌｅ?ｏｆ?ｒｅｐｏｓｅ?６Ｘ??２．２．２可壓縮性??在操作單元中顆粒物質(zhì)通常處于松動(dòng)堆積狀態(tài)，即處于輕微可壓狀態(tài)。當(dāng)對(duì)處于松??動(dòng)堆積狀態(tài)的顆粒物質(zhì)進(jìn)行壓縮時(shí)，其堆積體積將減小，顆粒間的空隙也在不斷減小。??因此粉體的壓縮性通常用粉體的松動(dòng)堆積狀態(tài)和緊密堆積狀態(tài)來(lái)表征。Ｃａｒｒ［ｌ６＾＃壓縮性??Ｃ定義為??Ｃ?＝?１００?１－＾１?（２－１）??＾?ＰＢ．Ｔ?ｙ??其中Ｐｋ和分別為松動(dòng)堆積密度和緊密堆積密度。因此顆粒物質(zhì)的Ｈａｕｓｎｅｒ比值／／ｉ？??可表示為??ＨＲ＝—?（２－２）??Ｐｂ．ａ??Ｈａｕｓｎｅｒ比值與可壓縮性的關(guān)系可表示為??（?１、??Ｃ?＝?１００?１??（２－３）??Ｉ?ＨＲ）??／／ｉ？通常被用來(lái)表征粉體的流動(dòng)性，如表２．１所示。??表２．１顆粒物質(zhì)和流動(dòng)性的關(guān)系??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＨＲ?ａｎｄ?ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ??流動(dòng)性良好?流動(dòng)性好?流動(dòng)性差?不流動(dòng)???不團(tuán)聚?輕微團(tuán)聚性?強(qiáng)團(tuán)聚性?極強(qiáng)團(tuán)聚性??Ｈａｕｓｎｅｒ?比值?＜１＿２?１．２－１．４?１．４？２．０?＞２．０??可壓縮性?＜１５％?１５％?？３０％?３０％?？５０％?＞５０％??２．２．３基本流動(dòng)能??基本流動(dòng)能五為使用Ｆｒｅｅｍａｎ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司生產(chǎn)的ＦＴ４粉體流變儀對(duì)顆粒進(jìn)行剪??切測(cè)試所獲得的一個(gè)表征流動(dòng)阻力的參數(shù)。其定義如下：在容器中裝入一定量的顆粒物??質(zhì)

圖２．３筒倉(cāng)內(nèi)顆粒壓力分布??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｈｅ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｉｌｏ??同理，料斗內(nèi)壓力可按Ｊａｎｓｓｅｎ法進(jìn)行推導(dǎo)，如圖２．４所示，其壓力分布為??（ｆ）Ｈ?（２－８）??ａＴ?－１?［＿?ｈｊ??式中?ａＴ?＝—ｃｏｓ２?＋ｓｉｎ２?０Ｔ）?〇??Ｘａｘｕｐｊ??〇?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｐｘ／Ｐｂ??（ａ）?（ｂ）??圖２．４料倉(cāng)內(nèi)壓力分布??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｅ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｈｏｐｐｅｒ??Ｐａｃｈｅｃｏ－Ｍａｒｔｉｎｅｚ等［２１］發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)料倉(cāng)施加一定頻率及幅度的橫向振動(dòng)，可消除??Ｊａｎｓｓｅｎ效應(yīng)。添加橫向振動(dòng)后，顆粒在其平衡位置附近做微小運(yùn)動(dòng)，由于沒(méi)有施加豎??直方向的振動(dòng)，顆粒在豎直方向不發(fā)生對(duì)流，故此時(shí)料倉(cāng)中的顆粒堆處于流體靜力學(xué)狀??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]煤粉在通氣料倉(cāng)中的下料及其影響因素研究[D]. 陸海峰.華東理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3420781