Y型分支管道气固两相流动流量分配特性研究

在水平Y型分支管道中采用压缩空气对平均粒径为2 mm的小米颗粒进行气力输送试验,对在Y型管道中流动的气固两相流体的流动状态及流量分配特性进行了研究.试验结果表明,在发送压力基本保持不变的条件下,当活动支与主管间夹角不变时,分配到活动支侧收料仓B的固相颗粒质量分数随表观气速的增大而逐渐减小;当活动支与主管间夹角发生改变时,分配到收料仓B的固相颗粒质量分数随夹角的增大而逐渐减小,且相较于表观气速,活动支与主管间夹角的变化对分配到收料仓B的固相颗粒质量分数影响较大.     

煤粉粒径对密相气力输送流型影响的数值模拟

针对目前密相气力输送数值模拟过程中所存在的关键问题,提出了一种描述固相内部相互作用对颗粒运动影响的数学模型,采用该模型能够对稠密气固两相流动(乃至颗粒发生大量沉积的情况)进行数值模拟.新模型在离散颗粒模型的基础上,通过描述颗粒所在局部空间的固相浓度及颗粒群运动特征所建立,使其既能够模拟悬浮流动的稀相颗粒运动,又能模拟管内出现堆积情况的密相气固两相流.利用所建立的数学模型对高压密相煤粉气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟.模拟结果显示,随着颗粒粒径增大,粉体密相气力输送流型从沉积层流变化为沙丘流,进而演变成栓塞流的演变过程,并结合实验验证了典型的栓塞流、沙丘流等流型特征;并且平均栓塞长度随着粒径的增大而减小,而随着粉体粒径的增大,输送管道中固相容积份额则整体上呈增大趋势.     

固气比对超浓相煤粉气力输送流型影响的模拟

针对目前密相气力输送数值模拟过程中所存在的关键问题,提出了一种描述固相内部相互作用对颗粒运动影响的数学模型。该模型建立在离散颗粒模型的基础上,使其既能够模拟悬浮流动的稀相颗粒运动,又能模拟管内出现堆积情况的超浓相气固两相流。利用所建立的数学模型对高压超浓相煤粉气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟,模拟结果揭示了典型的栓塞流、沙丘流等流型特征及其流型随固气比的演变规律,并结合实验进行了验证。管道输送栓塞流波动性较为明显,波动频率向高频转化;平均栓塞长度随着进料固气比增大而增大。     

气固喷射器的三维数值模拟

采用欧拉双流体模型及颗粒动理学理论,对洁净煤发电器内的气固两相流动进行三维数值模拟.结果表明.在该喷射器的收缩段的下壁面有一明显的固体颗粒聚集区,这与实验观察到的现象基本一致;气体在喷射器中心形成一个高速射流区域,由于高速气流的卷吸作用,高速射流区的两侧有明显的回流现象;固体颗粒速度最大的地方离气体入口有一段距离.为了进一步验证模型.气固喷射器内静压分布的数值结果与实验进行了比较,结果表明:基于欧拉双流体模型的三维数值模拟结果和试验结果吻合得较好,平均误差较小,这说明该模拟方法是成功的.可为进一步研究与节能减排相关装置的气固喷射器的复杂气固流动特性提供参考.     

垂直管密相输送的数值模拟

基于稠密气体分子运动论和颗粒动力学,应用稠密气固两相流动的欧拉一欧拉双流体数学模型,利用数值方法模拟模拟垂直管内上升流动的行为,得到了气相和颗粒相速度分布以及压力损失.将该模型运用到垂直管高压密相(输送压力3 MPa、最大固气比426 kg/m3)气力输送中,结果表明模型预测的压降梯度与实验测量结果相符合.     

惯性分离器内气固两相流雷诺应力数值模拟

对循环流化床中气田惯性分离过程进行了详细的数值研究。湍流模型采用雷诺应力模型,研究对象为U型分离器内的气一固两相流动。为了真实描述固体颗粒与分离器壁面之间的碰撞过程,固体颗粒模拟采用颗粒轨道模型,引入壁面粗糙度的影响,同时考虑了固体颗粒在湍流中的扩散作用和颗粒之间的相互碰撞。模拟计算了不同入口速度、分离器挡板数目对颗粒分离效率和流体压降的影响,计算结果不仅给出了分离器内的气-固两相流动结构特性,而且给出了分离器效率、压降与入口主流速度和分离器结构参数的关系。     

颗粒粒径对流态化两相流动影响的数值计算研究

固体颗粒直径对流态化两相流动的状态有着显著的影响。利用FLUNT作为数值计算工具采用欧拉双流体模型对微米级别细颗粒的气固流态化两相流动进行数值模拟分析,研究颗粒粒径参考Geldart的颗粒分类选取500、50、5μm以及0.4μm颗粒粒径进行流化床内流态化流动的数值模拟。数值计算结果揭示出了不同颗粒直径下的流态化特点,为细颗粒的流态化研究提供了一些参考。     

流化床密相区流动特性的数值模拟

流化床内气固两相流动一直是实验研究和数值模拟的热点。基于Eulerian双流体模型,本文建立了流化床内的气固两相流动模型,采用FLUENT软件对流化床密相区两相流动特性、床内气泡的产生运动和爆裂等特性进行了数值模拟。模型中,将颗粒相看作是连续介质,建立与气相相同形式的数学模型;采用了离散介质动力理论,引入颗粒温度来描述固相粘性应力,并用气固曳力进行气固两相耦合。模拟得到了气泡产生、运动和爆裂的变化过程,与实验结果相一致。采用不同的曳力模型对流化床稠密两相流动进行了模拟,与Kuipers实验对比,结果表明采用Gidaspow曳力模型描述流化床稠密两相流动特性更准确。     

锅炉一次风通过节流孔板时的数值模拟

本文对锅炉燃烧系统水平一次风管道内装了可调节流孔板后的空气－煤粉多相流动情况进行了数值模拟,通过数值模拟发现：采用ｋ－Σ双方程模型描述气相湍流模型,应用ＳＩＭＰＬＥ算法计算气相速度场,然后采用ＦＳＲＴ模型,Ｌａｇｒａｎｇｅ法计算颗粒场特性,这是一种计算管内气固多相流动的行之有效的数值模拟的方法。     

鼓泡流化床流动特性的欧拉-离散单元方法模拟

利用欧拉—离散单元方法对气固射流流化床内的流体动力学特性进行了数值模拟。在模型中把气相作为连续介质处理，采用欧拉方法建立其动量及质量守恒方程；对固体颗粒相则采用属于拉格朗日范略的离散单元方法(DEM)模拟；气固两相之间的相互作用采用DiFelice经验关系式反映。利用该模型模拟了流化床内初始阶段的气固两相流动特性。此外，由于气泡特性对流化床的流化质量具有重要的影响，故利用频谱分析理论对床内的模拟压力信号时间序列进行了分析，得出了在几个典型入口气速下的气泡统计生成频率，数值模拟结果与有关实验结果定性一致。     

平行流蒸发器内气液两相流分配均匀性实验研究

平行流蒸发器内气液两相(特别是液相)在各扁管间的分配对其传热性能影响较大,如果各扁管间的气液分配不均匀其传热性能将显著地下降.在不同气-液流量下实验研究了6种不同形式的平行流蒸发器的分支管液体流量分配情况,实验中观察到流型以环状流为主.研究发现,对于竖直向下流动和竖直向上流动,用通过增加管径的方法不能改善液体流量在各分支管的分配,而主管中气液入口的位置对于流量分配均匀性影响较大.     

格栅型煤粉分配器的分配特性研究

为了研究格栅型煤粉分配器的均匀分配效果,在分配器入口前加设一段弯管以形成分配器入口气固两相流动的非均匀条件,利用Fluent软件对不同格栅数的煤粉分配器的性能进行数值模拟,得到其内部流动情况以及颗粒运动状态.结果表明:在两级格栅出口转角处磨损严重,在流通截面扩大处磨损较小;每根支管的出口速度都不均匀.随着格栅数增加,各...     

分配联箱气液两相流流型对垂直并联管分配特性的影响

对垂直Ｕ型单联管系统低质量流量的流量分配特性进行了理论和实验研究,获得气叮和气液两质量流量分配特性,以及各分支管的流型记录,分析了分配联箱中流型对流量分配以及各分支管中流的型的影响。     

Liquid-solid separation phenomena of two-phase turbulent flow in curved pipes

The present study is to contribute some knowledge of phase separation phenomena of liquid-solid two-phase turbulent flow in curved pipes and provide a basis for the invention and development of a new type of curved pipe separator. Firstly, the solid-liquid two-phase flows in two-dimensional (2D) curved channels were numerically simulated using a two-way coupling Euler-Lagrangian scheme. Phase distribution characteristics of 2D curved channel two-phase flow were examined under conditions of different particle size, liquid flowrate and coil curvature. Based on the numerical results, the dynamic effects and contributions to phase separation of particle-subjected forces, including centrifugal force, drag force, pressure gradient force, gravity force, buoyancy force, virtual mass force and lift force, were exposed by kinematic and dynamic analysis along particle trajectories. Secondly, measurement of particle size and concentration profiles in helically coiled tube two-phase flow was conducted using a nonintrusive Malvern 2600 particle sizer based on laser diffraction. Particle size and concentration distribution characteristics of helically coiled tube two-phase flow and the effect of secondary flow on phase separation were analyzed based on experimental data.     

前置碱雾发生器内气液固多相流动的测量研究

根据两相流相似模化原理建立了前置碱雾发生器烟气脱硫颗粒图像测速技术多相流动实验台,运用颗粒图像测速(PIV)技术对前置碱雾发生器内气液固三相流动进行测量,得到不同工况条件下喷雾射流与固体颗粒的流动结构和流场信息.结果表明:由于雾化液滴射流的卷吸作用,大部分固体颗粒被卷吸进雾化锥内,在喷嘴出口一定区域固体颗粒与雾化液滴具有较大的速度差,在雾化锥内固体颗粒与雾化液滴发生剧烈的碰撞形成浆液,此为形成碱雾的主要区域.合理设计边壁风量有利于抑制甚至防止雾化液滴以及碰撞形成的浆滴可能的粘壁现象.     

Flow characteristics of circulating gas–solid fluidized bed heat exchanger with multiple vertical pipes

Flow characteristics of a circulating gas–solid fluidized-bed heat exchanger with multiple vertical pipes were studied. The glass beads were circulated inside the vertical pipes of the heat exchanger with fluidizing air. The pressure drop and the circulation rate of solid particles were measured. In addition, one-dimensional velocity distribution of solid particles and the pressure distribution inside the vertical pipe were analysed. The prediction on the pressure drop with the circulation of solid particles was proved to be reasonably accurate by comparing with the measured results. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

变倾角管道气力输送阻力特性研究

在变倾角管道气力输送试验装置中,对平均粒径相同（d=2 mm）、密度不同的空心玻璃珠和小米进行了气力输送试验,研究了气固两相流动在不同倾角管路中的阻力特性,着重分析了表观气速变化、管道倾斜角度和输送固气质量比的变化对气固两相管道流动压力损失的影响。结果表明,固气质量比、输送管道的倾斜角度及空气表观气速的变化对输送管道单位长度上的压差都有较大影响;而固相颗粒物性的变化对其结果也有一定的影响。