气力输送分支管分流处局部阻力特性分析

在上引式流态化气力输送试验台上,对3种不同角度分支管进行输送试验,分析管路分流处局部阻力损失的变化规律,并拟合分支管局部阻力特性方程;同时以试验所得参数为基础,采用fluent软件对分支管段分流情况进行数值模拟。研究结果显示,分支管局部阻力损失随管道内固气比和表观气速的增大而增大,当表观气速为8 m/s时达到了输送系统的沉积速度;误差分析表明所得拟合方程有较高准确性;模拟结果显示在管道分流处湍流现象明显并有较大的漩涡出现,且分支角度越大,湍流和漩涡现象越明显。     

高压密相气力输送垂直弯管阻力特性

在输送压力可达4 MPa的气力输送实验台上,进行不同平均粒径煤粉的密相输送实验。从理论与实验两方面研究气固两相流流经弯管的压损随煤粉体积分数以及表观气速的变化规律。结果表明,高压密相输送中煤粉运动造成的能量损失是总压损的主要部分,且总压损随着煤粉体积分数的增加而增加。研究表明,相同质量流量下,随着表观气速的增加,弯管动能压损增加,摩擦压损降低;相同表观气速时,随着煤粉体积分数的增加,摩擦压损增加;固相摩擦系数与煤粉平均粒径及煤粉质量流量无明显关系,随着表观气速的增加略有下降。     

分支管路流量调节的协调控制设计

通过对分支管路系统进行机理建模,仿真分析了分支管路中流体的流动状态,并针对分支管路流量调节的问题提出了协调控制方案同时考虑了压力平衡。通过模拟仿真表明:所提出的协调控制策略能以较好的效果实现分支管路流量分配的协调与优化。     

槽车充装系统管路阻力特性与泵的选型探讨

对液化气槽车充装泵实际充装流量偏小的情况进行分析,计算该充装系统管路的阻力特征,现场实验结果与计算分析一致,为该系统选取合适的充装泵提供借鉴。     

水平管气力输送流型特性及其影响因素的研究进展

水平管气力输送是能源化工领域的核心技术之一,水平管气力输送流型特性的研究是设计气力输送装置的重要基础.首先对水平管粉体单颗粒运动特性及其影响因素的研究进展进行了述评,介绍了电容层析成像技术(ECT)在水平管气力输送流型特性研究方面的进展,分析了拾起速度、系统背压、粉体物性和发送罐形式等对水平管气力输送流型特性的影响,在...     

炭黑气力输送流动特性研究

对气力输送过程中炭黑的流动特性进行了试验研究.依据试验结果,分析了炭黑的粒径大小与输送管道阻力、输送压力与输送管道压力损失、气体流量与炭黑的质量流量、输送压力与炭黑粒子破碎率之间的关系,为炭黑气力输送系统的设计及其工艺参数的确定提供参考.     

用MATLAB神经网络预测气力输送过程物料破碎率

物料在气力输送过程中的破碎率大小,是评判气力输送系统及输送工艺优劣的重要参数之一.利用MATLAB语言,将炭黑气力输送系统各位置的压力数据输入BP神经网络,用训练好的网络模型进行仿真,对炭黑的破碎率进行了预测.与实验结果对比,采用BP神经网络对炭黑破碎率的预测具有比较高的精确度,可对气力输送系统的优化设计以及输送工艺参数的优化选取提供指导.     

粉粒状物料性能与其气力输送特性(待续)

迄今气力输送仍然主要依靠在全尺度试验台上进行气力输送试验,以此来判定给定的散料是否可以密相输送和何种流动模式。然而,正是粉粒状物料的性能对它的气力输送特性有决定性影响,因此．研究散料处理最有前途的课题之一,就是要能事先通过对料性试验数据分析来预测该散料的气力输送特性,从而为选择(设计)装置(系统)作好准备。气力输送特性由粒子特性和散料特性两部分组成,全面阐述了较新的对这两类特性的细节,以及它们对散料的相属和流动模式的影响和分类。     

气力输送管道弯头的特性分析和设计造型

通过对长半径弯头、一端不通Ｔ形管和短半径弯头流动特性分析，使用寿命对比试验及压力损失比较，得出短半径弯头综合效果最佳。设计了三类标准弯头。介绍短半径弯头在国内水泥厂应用情况及根据输送物料特性来选择不同材质弯头的方法。     

船舶蒸汽蓄热器放汽管路热冲击特性预测

船舶放汽管路具有放汽周期短、热冲击能量高、负荷波动大的特点,其运行特性直接影响蒸汽蓄热器的安全稳定工作。以典型船舶蒸汽蓄热器放汽管路为原型,采用标准k-ε模型计算湍流脉动过程,通过数值模拟的方法计算了船舶蒸汽蓄热器放汽管路的水动力特性,获得流速、压力、湍动能及壁面剪切应力等参数的分布规律,基于流致振动而诱发流体热冲击的机理,揭示了与流致振动密切相关的热冲击能量图谱。计算结果显示,在高温高压饱和蒸汽掺混流动过程中,三通管区域呈现蒸汽冲击流速高,湍流脉动剧烈,壁面剪切应力大的特点;基于蒸汽热冲击能量分布图谱,放汽管路上弯管和三通管件局部区域蒸汽热冲击能量较大,其中三通管热冲击能量最大,可以预测三通管件承受的热冲击破损最严重,实物检测破损数据验证了数值预测结果。     

水平管煤粉密相气力输送堵塞临界状态

以煤粉为实验介质,在输送管内径为10、15、20 mm条件下分别研究了以空气和CO₂为载气时的密相气力输送堵塞临界状态。通过逐渐降低输送气量调整输送流态,获得了不同阶段的固气比、输送速度及压力信号等特征信息,并对不同阶段的压力信号特征信息进行分析,提取了不同阶段的特征参数,采用功率谱对压力信号频域特征进行剖析,获得了不同流动阶段的特征频率。研究结果表明,堵塞临界速度与输送管道内径和载气性质有关,依据实验数据,建立了堵塞临界速度的量纲1经验方程;接近堵塞临界状态时,管道内压力波动性显著,波动频率向低频转化,对压力信号进行计算,得出了判定输送发生堵塞的判据式。     

Pressure drop prediction for horizontal dense-phase pneumatic conveying of pulverized coal associated with feeding to gasifier

Based on extensive bench-scale data derived from the horizontal dense-phase pneumatic conveying of pulverized coal, a correlation of solids friction factor λ_z was proposed in an effort to establish a model to predict the pressure drop when coal fed to the gasifier. Further, it was also an attempt to modify some public models to verify their availabilities. Then, based on the data collected from an industrial-scale horizontal pipeline under the high pressure up to 2.0 MPa, the proposed model was found to be possibly among the best ones for predicting the pressure drops of the dense flow of pulverized coal. The modified Mallick and Wypych model can also provide satisfying predictions. The results suggest that the two models are both suitable for scale-up of dense-phase pneumatic conveying of pulverized coal at high pressures.     

气力输送中影响弯管磨损的因素及解决办法

概述了气力输送中弯管磨损的机理,详细阐述了气力输送过程中影响弯管磨损的因素,如物料的物性,输送气速,料气比,弯管的结构及形状等主要因素对气力输送过程中弯管磨损的影响.并从弯管材料和结构两方面论述了减少弯管磨损的预防办法,并建议用短半径和一端不通T型弯头代替长半径弯头.     

水平管加压密相煤粉气力输送数值模拟

针对加压密相气力输送,对现有的颗粒静摩擦力模型进行适当修正,并将其与颗粒动理学理论相结合,建立了可以描述加压密相气力输送的气固湍流流动状况的多相流模型。该模型充分考虑了颗粒间碰撞和摩擦力作用,以及气相和颗粒团湍流脉动之间的相互作用。采用该模型对水平管内加压密相气力输送进行了三维数值模拟研究,模拟得到了气相和固相的速度、浓度和湍流强度分布,以及压降梯度的变化规律,再现了颗粒沉积层的形成和运动的动态过程。并进行了加压密相煤粉气力输送试验研究,预测的压降梯度与试验测量结果相符合。     

工业级水平管粉煤气力输送的最小压降速度和稳定性

采用压缩空气作为输送介质,在工业级水平管(内径50 mm)上开展了粉煤密相气力输送实验研究。在实验获得最小压降速度基础上,通过电容层析成像系统观察到,随着表观气速降低而存在分层流、沙丘流、移动床流以及栓塞流4种流型。不同流型压力信号的概率密度分布和功率谱密度分析表明,压力信号的波动特征与流型紧密联系;由于流动形态的变化,存在由稳定输送过渡到不稳定输送的临界气速,且该速度小于最小压降速度。     

高压密相气力输送煤粉输送速率通量及神经网络模拟

在高压密相气力输送中试试验台上,研究了输送压力P₁、总差压ΔP_T和流化风量Q_f等操作条件,以及煤粉平均粒径d_p、含水率W和煤粉种类等物性参数对煤粉输送速率通量ψ的影响规律。鉴于高压密相气固两相流的复杂性,在充分试验的基础上,先后采用原始BP神经网络和两种改进算法,对ψ进行模拟和预测,并比较各算法的优劣。研究结果表明:ψ随着P₁和ΔP_T的增大而增大,随着Q_f的增大而先增大后减小;ψ随着d_p和W的增大而减小,也受煤粉种类的影响;两种改进算法的BP网络可以对研究对象进行较好的模拟和预测,但收敛速度和预测精度不可兼得。试验结果将对高压密相气力输送系统的操作运行以及关键特征参数的模拟预测起到一定的指导作用。     

Experimental study on the solid velocity in horizontal dilute phase pneumatic conveying of fine powders

The calculation reliability of pressure drop and gas-solid drag force in horizontal dilute phase pneumatic conveying strongly depends on the accuracy of gas-solid velocity correlation. However, there are limited studies on the solid velocity in horizontal dilute phase pneumatic conveying and it is important to further validate suitability of existing correlation of gas-solid velocity, especially for fine particles (such as pulverized coal). Consequently, in this paper, a negative pressure pneumatic conveying test rig is set up and two kinds of powders with different sizes are adopted. Optical fiber probe (OFP) was used to measure the volumetric solid concentration and particle velocity. The volumetric solid concentration was also calculated by using the measured particle velocity. The results show that the solid concentrations obtained by the two methods have good agreement, and discrepancy is within ± 20%. It was found the particle velocities are different in the upper and lower part of the cross-section in the horizontal pipe. However, the difference is generally no more than 2 m/s. The velocity difference will decrease with the increasing gas velocity, and increases with the solid mass flow rate. In the experimental condition of 0.06 mm < d_s < 0.35 mm, 1400 kg/m³ < ρ_s < 2600 kg/m³, the implicit correlation based on Yang's Unified Theory gives the best prediction of particle velocity among existing studies but still with noticeable discrepancy with the comparison of the present experimental data. By modifying the solid friction factor, an improved correlation of the particle velocity was obtained, which agrees better with the experimental data given in the present and literature studies.     

Micromechanic modeling and analysis of the flow regimes in horizontal pneumatic conveying

Pneumatic conveying is an important technology for industries to transport bulk materials from one location to another. Different flow regimes have been observed in such transportation processes, but the underlying fundamentals are not clear. This article presents a three‐dimensional (3‐D) numerical study of horizontal pneumatic conveying by a combined approach of discrete element model for particles and computational fluid dynamics for gas. This particle scale, micromechanic approach is verified by comparing the calculated and measured results in terms of particle flow pattern and gas pressure drop. It is shown that flow regimes usually encountered in horizontal pneumatic conveying, including slug flow, stratified flow, dispersed flow and transition flow between slug flow and stratified flow, and the corresponding phase diagram can be reproduced. The forces governing the behavior of particles, such as the particle–particle, particle‐fluid and particle‐wall forces, are then analyzed in detail. It is shown that the roles of these forces vary with flow regimes. A general phase diagram in terms of these forces is proposed to describe the flow regimes in horizontal pneumatic conveying. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2011     

不同载气供料对工业级竖直上升管粉煤气力输送的影响

采用Air和CO₂作为供料和输送载气,以工业级竖直上升管(内径50 mm)粉煤输送系统为实验平台,开展了粉煤密相气力输送实验研究。实验中选用Air→Air、Air→CO₂、CO₂→Air和CO₂→CO₂作为典型工况,进行了输送特性参数的对比分析。研究结果表明,供料载气与输送载气组合方式的变化,会引起发料罐中粉煤流化状态的改变,进而导致粉煤输送流型和稳定性方面的差异。借助电容层析成像系统(ECT)获得了竖直管的ECT信号和流型图像,并采用标准差和功率谱函数对ECT信号进行分析。分析结果表明,Air→Air工况为稳定的环状流;Air→CO₂输送过程稳定性最差,输送由无定态流型转为栓塞流;CO₂→Air和CO₂→CO₂输送过程均为气栓流,但CO₂→CO₂工况形成的气栓较长,其ECT信号的功率谱峰值较大。