水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅲ)——湍流频率与固液跟随特性

考察了湍流频率对水力旋流器内固液两相间相对运动的影响。研究表明，颗粒与流体在切向与轴向的跟随性与湍流频率的关系比较简单，即随湍流频率的增加两相间的跟随性下降，但在旋流器的半径方向，由于湍流脉动与离心沉降的联合作用，颗粒与流体的跟随呈复杂的变化。视颗粒粒度的不同，径向跟随性指标ηｒ（表征颗粒速度与流体速度之比）与湍流频率ω的关系有三种基本形式：对小颗粒，ηｒ随ω的增加出现极大值，但ηｒ始终为正（颗粒与流体的运动同向）；对中等粒度的颗粒，随ω的增大，ηｒ由负而正，并在正负区各出现一次极值；对大颗粒，ηｒ虽也存在由负而正的变化，但极大值只出现在正值区。文中对这些现象给出了合理的解释。     

水力旋流器内固液两相间的相对运动（I）——颗粒运动方程及其求解

从ＢＢＯ方程求解水力旋流器内颗粒与流体的相对运动是一项新的尝试。通过求解ＢＢＯ方程,给出了描述水力旋流器内固体颗粒与流体介质相对运动的跟随性指标,结果表明,在忽略重力影响的前提下,颗粒在切向及轴与流体具有相同的中随特性,而由于离心力的存在,颗粒在径向的运动将明显有别于流体介质,根据跟随指标,η,ψ的数学表达式,可以定量地考察诸如颗粒性质,流体特性,空间位置,湍流频率等因素对颗粒运动的影响。     

水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅰ)——颗粒运动方程及其求解

从ＢＢＯ方程求解水力旋流器内颗粒与流体的相对运动是一项新的尝试。通过求解ＢＢＯ方程,给出了描述水力旋流器内固体颗粒与流体介质相对运动的跟随性指标。结果表明,在忽略重力影响的前提下,颗粒在切向及轴向与流体具有相同的跟随特性;而由于离心力的存在,颗粒在径向的运动将明显有别于流体介质。根据跟随性指标η,φ的数学表达式,可以定量地考察诸如颗粒性质、流体特性、空间位置、湍流频率等因素对颗粒运动的影响。     

水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅱ)——颗粒性质与液流特性的影响

根据该文第一部分导出的跟随性指标，讨论了影响水力旋流器中固体颗粒与液流沿径向的相对运动的各种因素。这些因素包括流动方向（切向、轴向与径向）、颗粒性质（大小、密度）、空间位置（流动半径）、液流特性（流体切向速度与径向速度之比）等一系列参数     

水力旋流器内固液两相间的相对运动（Ⅱ）：颗粒性质与液流特性的 …

根据该文第一部分导出的跟随性指标，讨论了影响水力旋流器中固体颗粒与液流沿径向的相对运动和各种因素，这些因素包括流动方向（切向，轴向和径向），颗粒性质（大小，密度），空间位置（流动半径），液流特性（流体切向速度与径向速度之比）等一系列参数。     

高炉冷却壁冷却水管内液固两相流的数值模拟

建立了高炉冷却壁三维物理模型.采用大型CFD软件FLUNT6.8中的欧拉多相流模型,对高炉冷却壁冷却水管内的液固两相流三维流动和污垢清洗特性进行了数值模拟研究.分析了流体的流速,固体颗粒的粒径、体积分数对流体的流动、清洗强度及清洗均匀的影响.结果表明:流体的湍流强度、壁面污垢清洗强度和压力降均随流速、颗粒粒径和体积分数的增加而增加;液固流态化清洗防垢除垢效果取决于流速、液固颗粒粒径和体积分数的合理组合;综合考虑节水节能及污垢清洗的均匀性,高炉冷却壁的最佳流速为2.0～2.5 m/s,固相颗粒粒径为3～4 mm,体积分数为5%～8%.研究结果为高炉冷却壁液固流态化污垢在线清洗的工业应用提供了理论基础.     

流线型孔板流量计液固两相流冲蚀磨损数值模拟

目的探究在管输液固两相流体时,固体颗粒对孔板流量计造成的冲蚀磨损。方法运用基于欧拉-拉格朗日算法的DPM模型,对液固两相流体计量工艺中孔板流量计的冲蚀问题进行数值仿真,预测孔板流量计在液固两相流体流量计量工艺中易发生冲蚀磨损的区域。探究入口液相速度、固体颗粒粒径以及等数量颗粒冲击壁面时,固体颗粒粒径对孔板最大冲蚀速率的影响,并对比管输液固两相流体时,固体颗粒粒径对不同形状的孔板造成的冲蚀磨损速率大小。结果在孔板流量计的突缩管段易产生严重的液固冲蚀失效,最大冲蚀速率随着液相入口速度的增大而增加。当固体颗粒的质量流量相等时,最大冲蚀速率随着颗粒粒径的增加而减小;当单位时间内流经孔板的固体颗粒数量相等时,冲蚀磨损速率随着固体颗粒粒径的增加而增大。在液固两相流管道体系中,固体颗粒对凸型孔板造成的冲蚀磨损行为最弱。结论大颗粒对孔板的冲蚀磨损比较严重,在孔板计量过程中应严格注意。在流体中存在大量大颗粒时,采用凸型孔板流量计能有效改善冲蚀磨损情况。     

出口角对离心泵内固液两相流动影响

采用欧拉多相流模型、标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件Fluent,对3台不同叶片出口安放角的离心泵内的固液两相湍流进行了数值模拟,分析了叶片出口安放角对泵内部固液两相流场的影响.计算结果表明:在叶轮流道内,固体颗粒的相对运动方向比液相更偏向叶片压力面,大叶片出口角叶轮内两相速度的夹角较大.通过对比不同叶轮内压力分布及固体颗粒体积浓度分布,得出以下结论:大出口安放角的叶轮压力面附近聚集了更多的颗粒,导致大量颗粒与叶片尾部的压力面相撞;叶片出口安放角增大使得叶轮出口压力增大.     

W—Ni—Fe纳米晶粉末的流变特性

研究了W-Ni-Fe纳米晶粉末的注射成形（MIM）。纳米晶粉末采用机械合金化（MA）的方法制备,然后将这种纳米晶粉末与蜡基粘剂混合以制备出喂料。讨论了MA球磨时间、纳米粉末的体积装载量和实验温度以喂流料流变行为的影响。结果表明,随球磨时间增加,喂料粘度降低,粘度对剪切速率的敏感性也降低,因此,随球磨时间增加,喂料的流动性和成形性变好,随粉末装载量增加,喂料粘度呈非线性增加,喂料粘度与粉末装载量的关系为:η=η0A[1-（ΦΦm）]∧-n,其中n=0.68,粉末经球磨后,粘度变化随温度和剪切速率的变化不大。因此,注射温度和注射速度的变化对MTM产品的质量影响不大。     

新型轴流导叶式气液旋流器流场数值模拟

针对某新型轴流导叶式气液旋流器,利用CFD软件进行了真实工况下的流场数值模拟。采用分区段的混合网格提高了网格质量,湍流模拟采用了精度较高的RSM模型。通过模拟得到了旋流器内部流场的速度及压强变化规律,结果表明:该旋流器流场与传统旋流器有较大区别,流场对称性很好,且直筒部分流场只存在下降外旋流,而无上升内旋流;切向速度与轴向速度分布规律相似,径向速度由于直筒结构保持较小水平;压降主要表现为动压损失,且导叶处压降损失最大。