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1.
《Advanced Powder Technology》2022,33(8):103664
Powder transport systems are ubiquitous in various industries, where they can encounter single powder flow, two-phase flow with solids carried by gas or liquid, and gas–solid–liquid three-phase flow. System geometry, operating conditions, and particle properties have significant impacts on the flow behavior, making it difficult to achieve good transportation of granular materials. Compared to experimental trials and theoretical studies, the numerical approach provides unparalleled advantages over the investigation and prediction of detailed flow behavior, of which the discrete element method (DEM) can precisely capture complex particle-scale information and attract a plethora of research interests. This is the first study to review recent progress in the DEM and coupled DEM with computational fluid dynamics for extensive powder transport systems, including single-particle, gas–solid/solid–liquid, and gas–solid–liquid flows. Some important aspects (i.e., powder electrification during pneumatic conveying, pipe bend erosion, non-spherical particle transport) that have not been well summarized previously are given special attention, as is the application in some new-rising fields (ocean mining, hydraulic fracturing, and gas/oil production). Studies involving important large-scale computation methods, such as the coarse grained DEM, graphical processing unit-based technique, and periodic boundary condition, are also introduced to provide insight for industrial application. This review study conducts a comprehensive survey of the DEM studies in powder transport systems. 相似文献
2.
基于密度泛函理论(DFT)第一性原理方法,研究了Si、Ni、Mn、Cr、Mo在fcc-Fe/NbX (X=C, N)界面的偏析行为,并分析了合金元素偏析对界面体系的影响。结果表明,fcc-Fe/NbN界面结合强度相较于fcc-Fe/NbC界面结合强度略有提升;Si稳定存在于Fe基体中,Ni、Mn在界面有轻微偏析倾向,Cr、Mo在界面和NbX (X=C,N)内均存在偏析,其中,Mo向界面偏析倾向更大;Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbC界面一定程度上降低了界面的结合能力,但体系稳定性有所提升,Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbN界面一定程度上提高了界面的结合能力,但Mo使得体系稳定性下降。 相似文献
3.
陶瓷的压缩破坏是一个爆炸式破碎的过程,在短时间内急剧释放大量能量,并伴随大量高速飞行碎片的产生,实验上较难获取陶瓷压缩破坏过程中碎片的飞溅速度。本文采用离散元数值模拟氧化铝陶瓷的压缩破碎过程,分析了不同应变率下产生碎片的尺寸分布、碎片的平均飞溅速度,以及试件内部不同区域碎片的速度变化规律。研究表明:(1)陶瓷的表观破坏强度以及破碎后碎片的平均飞溅速度与加载应变率正相关;(2)碎片飞溅速度与其初始位置相关,外侧碎片的飞散速度最大,随着初始位置与试件中心轴距离的减小,碎片飞溅速度逐渐减小;(3)随着加载应变率的提高,碎裂产生的碎片数逐渐增多,对应的碎片平均尺寸变小。进一步讨论了试件压缩破碎过程中的能量守恒和转换模式,并对碎片飞溅的平均速度进行了理论分析。 相似文献
4.
5.
在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害。为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟。节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大。断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存在时间效应。针对断层破碎带脆弱特点,研究提出增强拱顶稳定性的支护措施,厚喷混凝土、架立工字钢拱架、添加锚杆等。施加该支护措施之后,隧道围岩的裂隙产生和扩散过程得到了有效抑制,整体稳定性明显增强。研究探讨了断层破碎带坍塌机理及对应处理措施的思路具有普遍性,可为类似隧道施工提供借鉴。 相似文献
6.
为了研究充填支架夯实机构的夯实角对矸石散体夯实效果的影响,以ZC1800/14/25型充填液压支架为原型,采用离散元数值模拟的方法构建矸石充填工作面空间模型,分析了推压板和矸石散体在夯实过程中的力链演化,研究了夯实角与夯实板推压力、矸石破碎程度、欠接顶量和矸石质心位置之间的关系。结果表明:随着夯实角的减小,夯实作用会影响到较大范围的矸石并压碎部分矸石,夯实板压力较大;随着夯实角的增大,夯实板压力降低,且推动的矸石量较少。最终确定夯实角为10°时,夯实机构对矸石散体的充填效果最好,此结论可为充填工作面现场操作提供理论依据。 相似文献
7.
对高空作业平台折臂结构稳定性分析的传统方法侧重于对硬件设备的物理机构分析,忽视了作业数据的运算分析。本文采用有限元分析方式确定高空作业平台折臂结构动作技术参数,应用位移函数、约束力函数、速度函数、角度函数、力学函数、数据单元函数等完成有限元分析模型的建立,首先对高空作业平台的折臂组成结构以及力学参数进行确定,然后针对折臂结构、稳定性以及力学特征进行有限元分析。仿真实验结果表明,给出的高空作业平台折臂结构稳定性ANSYS分析能够更有效地获取折臂结构0s-5s、5s-10s、10s-15s工作时间范围内的参数与轨迹等信息,证明了ANSYS方法能够精准分析高空作业平台折臂结构的相关性能,为开展动态力学、结构理论分析提供数据支撑。 相似文献
8.
旱灾具有出现频率高、持续时间长、波及范围广等特点,本文运用降水距平百分率、Z指数、SPI标准化降水指数,对朝阳地区50a(1969~2018)干旱特征进行分析。结果表明:Z指数与SPI标准化降水指标得到的朝阳地区干旱特征情况基本一致,能较好地反映出该地区的干旱特征,朝阳地区1969~2018年自然灾害频繁发生,严重干旱年份主要集中在1980、1981、1982 年,与实际相符。 相似文献
9.
大位移页岩气井的井眼轨迹复杂,且压裂开发过程中经常出现由于水泥环缺陷引发的套变损伤问题。针对页岩气井压裂过程中高泵压大排量的特点,采用有限元分析方法,通过优化模型网格划分,建立了适用于页岩气井复杂井眼轨迹下套管力学完整性计算的套管-水泥环-地层组合体模型,讨论了水泥环缺失角度、缺失厚度、缺失长度及复合缺陷对造斜段及水平段局部屈曲部分套管力学完整性的影响。结果表明,套管的周向应力随水泥环弹性模量的增大而减小,受泊松比影响较小。水泥环角度缺失会使套管出现应力集中现象,当缺失角度超过90°,应力集中现象得到减缓。随着水泥环缺失厚度的增加,套管所受应力增大。无论是造斜段还是水平段,不同缺失角度下,水泥环厚度、套管尺寸及泵压对套管应力的影响类似,趋势均为随着缺失角度的增加,套管应力先增大后减小。水泥环缺失的临界部位会产生应力突变,该位置也是最容易发生套损的部位。同一缺失厚度下,套管应力最大值随着缺失角度的增加而先增加后减小;同一缺失角度下,套管应力最大值随着缺失厚度的增加而增加。随着缺失角度的增加,水泥环缺失部位对应套管沿管长方向的等效应力先增加后减小。水泥环越厚,套管等效应力越小。在相同厚度下,水泥环剩余厚度越薄,套管等效应力越大,全部缺失时应力水平最大。 相似文献
10.
摘 要: 目的 考察硒营养强化剂添加量与香菇营养品质之间的关系。方法 以‘向阳二号’和‘9608’品种香菇为研究对象, 向栽培基质添加不同浓度硒营养强化剂, 考查所得富硒香菇中总硒及铜、锌、铁、锰、钾、钠、钙、镁等元素含量和16种氨基酸、粗蛋白、粗多糖、粗脂肪、粗纤维、粗灰分等含量。结果 两个品种香菇总硒含量均随硒添加量的增加而增加; 硒营养强化对香菇营养品质的影响与香菇的品种也有着很大关联, 硒添加量在0~40 mg/kg范围内, ‘向阳二号’大多数指标均呈先升高后降低的趋势, 天冬氨酸、甘氨酸、酪氨酸等含量在硒添加量2 mg/kg时达到最大值, 蛋白质、粗多糖、苏氨酸、缬氨酸等大部分氨基酸含量在硒添加量6 mg/kg时达到最大值; ‘9608’的天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸、蛋白质等大部分指标均在硒添加量40 mg/kg时达到最大值, 但大多都与未添加硒时差异性不显著。结论 对于不同品种的香菇, ‘向阳二号’添加2或6 mg/kg, ‘9608’添加40 mg/kg的硒营养强化剂时, 不仅可以提高香菇的富硒功效性, 还能在一定程度上对香菇品质起到提升作用, 本研究为富硒香菇品种的选择提供参考。 相似文献