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1.
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.
Sealing performance between two contacting surfaces is of significant importance to stable operation of proton exchange membrane (PEM) fuel cells. In this work, an analytical micro-scale approach is first established to predict the gas leakage in fuel cells. Gas pressure and uneven pressure distribution at the interface are also included in the model. At first, the micro tortuous leakage path at the interface is constructed by introducing contact modelling and fractal porous structure theory. In order to obtain the leakage at the entire surface, contact pressure distribution is predicted based on bonded elastic layer model. The gas leakage through the discontinuous interface can be obtained with consideration of convection and diffusion. Then, experiments are conducted to validate the numerical model, and good agreement is obtained between them. Finally, influences of surface topology, gasket compression and gasket width on leakage are studied based on the model. The results show that gas leakage would be greatly amplified when the asperity standard deviation of surface roughness exceeds 1.0 μm. Gaskets with larger width and smaller thickness are beneficial to sealing performance. The model is helpful to understand the gas leakage behavior at the interface and guide the gasket design of fuel cells.  相似文献   
3.
为探究高水头大幅变化对混流式水轮机尾水管涡带的演化及对压力脉动的影响,以国内运行水头变幅最大的紫坪铺水电站水轮机为例,通过三维建模及定常和非定常条件的CFD分析,研究混流式水轮机在相同开度下最大水头、设计水头和最小水头三种工况的流动特点。结果表明,最小水头工况下尾水管内部流态较乱,尾水管中存在螺旋型空腔涡带,主要分布在直锥段。最大水头工况下尾水管的柱状涡带直径较大,且分布在直锥段和弯肘段,对机组振动和空化影响较大。研究结果阐明了非定常流动的特性,揭示了尾水管内压力脉动与涡带发展形态变化的规律,可为水轮机的安全可靠运行提供技术保障。  相似文献   
4.
河川径流是水资源重要组成部分,径流变化归因分析对于流域水资源安全及管理具有重要意义。基于白龙江中上游1960~2015年水文气象资料,采用多种统计学方法、基于Budyko假设的弹性分析法研究径流变化特征及归因分析。结果表明,径流呈显著下降趋势,线性倾向变化率为-2.69×108m3/10a,其临界突变发生在1986年,呈先上升后下降的趋势;径流量分布集中,6~10月占比63.59%,夏秋两季占比70.62%;径流减少受气候变化和人类活动影响,双累积曲线法影响率分别为33.02%、66.98%,累积量斜率变化率法影响率分别为44.17%、55.83%,弹性分析法影响率分别为35%~39%、61%~65%,可见人类活动为径流减少的主要影响因素,同时,弹性分析法计算结果介于其他两种方法计算结果之间,最为可靠。  相似文献   
5.
针对管道气体携带杂质对球阀冲蚀磨损导致其失效的问题,采用欧拉-拉格朗日流体描述方法,运用Comsol Multiphysics软件对气固两相流球阀冲蚀磨损进行数值模拟计算,研究球阀流场特征、冲蚀磨损分布、不同参数对冲蚀磨损影响及冲蚀率随参数变化趋势,并把模拟结果与工程现场冲蚀球阀对比,验证模拟的准确性。结果表明:球阀内流速在一定范围内改变,产生的二次流漩涡是导致冲蚀的主要因素;球阀冲蚀磨损随开度减小,随流速、粒径和质量流率增大而增加,呈非线性正相关。  相似文献   
6.
带有机力通风冷却塔的机组冷端优化需要考虑冷却塔的能耗,热力性能受大气参数的影响较大。为了研究以大气参数为边界条件的冷端系统最佳的运行方式,以带有逆流式机力通风冷却塔的发电机组为对象,对机力通风冷却塔和凝汽器进行变工况分析,寻求冷端系统优化后的机组最小供电煤耗率。结果表明:当3台循环水泵和5台风机运行时,机组供电煤耗率可降低1.6 g/(kW·h);当2台循环水泵和4台风机运行时,机组供电煤耗率可降低8 g/(kW·h)。  相似文献   
7.
为了减轻因流动加速腐蚀(FAC)引起的锅炉结垢加速、汽水系统管道厚度减小甚至爆裂现象,对超临界机组发生流动加速腐蚀的机理及其主要影响因素进行了研究,并讨论了管壁内表面粗糙度、蒸汽含汽率、pH值、溶氧量对FAC的影响,以及温度与pH值、温度与流速、pH值与溶解氧量、溶解氧量与氢电导率等影响因素之间的相互作用关系,最后结合实际电厂的运行数据验证了分析结果。研究表明:减小工质流速、管壁粗糙度和氢电导率,增大给水的pH值和溶解氧含量可以使FAC的腐蚀速率减小,超临界加氧处理时pH值应在8.9~9.2之间,溶解氧量范围为45~100μg/L,氢电导率的期望值在0.1μS/cm以下。由于各影响因素之间的作用十分复杂,本文只给出了大致范围和趋势,并未给出准确数据。  相似文献   
8.
针对高铅Zn焙砂在浸出工艺中的行为,以Pb含量为7.20%的Zn焙砂为原料,开展了两段酸浸工艺的实验研究,将Zn焙砂中的Zn进行浸出,而Pb在渣中进行富集。实验探究了中性浸出、酸性浸出过程中温度、酸浓度、液固比、时间等不同因素对锌的浸出率和铅富集效率的影响。实验结果表明,在中性浸出过程中,Zn浸出率为90.73%,Pb在中浸渣中的富集含量为29.68%;中浸渣经酸浸处理,Zn浸出率可以达到98.60%,Pb在酸浸渣中的富集含量为36.54%。  相似文献   
9.
10.
In this study, the optimal homotopy analysis (OHAM) technique has been examined to solve the laminar magnetohydrodynamic flow (MHD flow) on the upper-convected Maxwell fluid on an isothermal porous stretch surface. A study on the effects of parameters like the relaxation time, suction/injection velocity, as well as the magnetic number on velocity over a sheet was conducted and these results are compared to the corresponding previously available results. It was observed that the thickness of the boundary layer is lowered by enhancing s, β, and M values. Opposing this, it was observed that large β values increase the f(0) magnituIIde. It is found that OHAM is an efficient method capable of giving a greater degree of accuracy in numerical values of flow parameters even after fewer approximations.  相似文献   
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