重力场作用下微粒在静止流体中的沉降特性

建立了微米级颗粒物在静止流体中运动的物理模型和几何模型,通过分析颗粒物的受力情况,得到其运动速度的解析解。结果表明:微粒在静止流体中的运动速度是微粒物理属性(密度、粒径)和流体物理属性(密度、黏度)的函数,其运动包括加速段和匀速段,固液密度比大,其输运速度更快。根据该结果,结合菲克定律的经典表达式得出了净输运颗粒通量进而得出颗粒物的输运系数表达式,结果表明:微粒在静止流体中的输运系数是浓度、速度的函数。小颗粒物的输运现象较大颗粒更强烈。通过全息光学实验系统建立实验模型与理论结果进行比较,结果表明二者吻合良好。     

增压导向式喷动流化床流动特性的数值模拟

采用双流体模型对增压导向式喷动流化床内喷动区和环形区气固运动速度和空隙率进行数值模拟。计算结果表明,喷动区颗粒速率在初始阶段急剧上升而气体速度则急剧下降,进入导向管后趋于平缓,而且颗粒加速程度不写系统压力有关,还形区气体速度在卷吸段增大,进入隔离流区后保持不变,而颗粒下降速度一直保持不变,喷动区的空隙率在卷吸段下降,进入导向管后又开始上升。     

宽筛分流化床气—固两相流动结构离散颗粒模型

建立了适合描述宽筛分流化床气 固两相流动结构的离散颗粒模型。颗粒的运动满足牛顿第二定律 ,流体相的运动规律由局部平均的纳维 斯托克斯方程求解 ,两相间的耦合由牛顿第三定律决定。对宽筛分流化床中气泡的形成、颗粒的流化过程进行了数值模拟 ,结果与实验现象相符合 ;模拟结果还发现单颗粒的运动速度表现出不可预测特性 ,颗粒的总体速度不完全满足正态分布。     

浓相粉煤灰气力输送差压波动ARMA功率谱分析

在料罐体积均为0．6m^3,输送管内径为20mm,输送距离为20m的试验台上进行浓相气力输送试验研究。采用ARMA功率谱分析输送过程中固气比对气体表观速度、压力损失和能量在频域分布的影响。结果显示：随着固气比的增加,表观速度降低,单位长度的压力损失逐渐增大,差压波动逐渐减小;功率在频域内分布随着固气比增大逐渐向低频移动,主峰峰值也随之增大。这些均与粉煤灰流动形态有关。它揭示了功率在频域内的分布情况,对研究管内运动和能量交换提供了新的研究途径。     

流化床提升管内气固两相流动压降的预测及试验验证

提出了提升管压降的计算公式,并考虑了两个模型用于计算提升管中颗粒相的速度.搭建了双循环流化床冷态试验装置台,利用差压变送器对气固提升管内轴向压降进行了系统测试,研究了颗粒循环流率对压降的影响.将利用提升管压降公式计算得到的压降与试验测得的压降进行了比较.结果表明:在提升管加速段,假定提升管气固两相的滑移速度等于颗粒相的终端速度,将计算得到的颗粒相速度代入压降计算式中,得到的预测值与试验值比较吻合;在提升管充分发展段,将利用滑移因子ψ计算得到的颗粒相速度代入压降计算式中,得到的预测值与试验值较吻合.     

低NOx煤粉燃烧器的试验研究

对低NOx燃烧器从试验和数值模拟两个方面进行了研究,结果表明低NOx燃烧器浓淡两侧的速度比与管道气体速度和分隔板开缝与否均无关,大小为1.14～1.30,速度差为2.37 m/s(管道气体速度U=18 m/s时)～7.90 m/s(管道气体速度U=28 m/s时);低NOx燃烧器分隔板开缝时,相对不开缝结构阻力增加1.3%(180°扭曲分隔板)～10%(平直分隔板);低NOx燃烧器分隔板前布置阻挡锥时,阻力再增加10.1%(180°扭曲分隔板)～12.1%(平直分隔板);低NOx燃烧器浓淡两侧的固气比与分隔板有无开缝无关,浓侧煤粉射流的固气比随气流速度增大而增大,淡侧射流的固气比随气流速度的增大而减小,浓淡两侧的固气比随管道煤粉固气比的增大而增大.常规直流煤粉燃烧器加装不开缝的平直分隔板时,阻力增加17.7%,加装不开缝的180°扭曲分隔板时,阻力增加71.6%.低NOx燃烧器的分隔板开缝时,浓淡两侧的静压平衡,浓淡两侧的湍动能都增加,浓侧湍动能增加大约20%.     

水平携带床内玉米秸秆颗粒运动的PIV测量

为了研究生物质颗粒在等离子体快速热解液化设备水平携带床热解管中的运动,设计制造了水平携带床冷态模拟装置.利用PIV无接触测量技术,对玉米秸秆颗粒在管内的速度分布进行了研究,求出了颗粒和氩气通过管道所需的平均速度和平均时间.研究结果表明,颗粒在管道内的运动速度沿轴向不断增大,管道中心附近的颗粒速度增大最为明显,靠近管壁附近速度变化相对较慢;颗粒在管内的速度分布沿径向近似呈类似抛物线状分布;颗粒的平均运动速度比氩气的低,颗粒通过管道的平均时间略大于氩气的平均时间.     

内旋流流化床内颗粒运动规律的试验与数值研究

通过冷态试验与数值模拟研究了不同布风下装有∧字型布风板的内旋流流化床的流动特性,并进行了对比.气固两相数值模拟结果表明,固相流场产生了大尺度旋流,而且与试验观察到的现象相似.对固相颗粒速度分析表明非均匀布风使内旋流流化床的底部和顶部产生了气、固两相强烈的横向和纵向运动.相比较来说,对称的非均匀布风扩散能力要比均匀布风的扩散能力强.     

闪速炼铅炉多物理场耦合模拟及可视化分析

采用计算机模拟的方法,对闪速炼铅炉进行了气粒两相流场、温度场、浓度场等多个物理场耦合模拟,着重研究炉内速度场的特性。采用传统的二维截面速度矢量图分析了两组截面的速度场,发现其对速度场信息描述不完整,而且难以对不同截面上速度矢量分布之间相互联系进行分析。借助可视化软件ParaView,提出了将立体流线、方向标识体和动画结合起来制作流线动画,对整个速度场进行分析,使问题得到有效改善。分析发现右侧喷嘴主流触底后斜向上喷射是影响速度场分布的重要原因。     

刚度和摇臂比的变化对凸轮轴下置式配气机构动力学计算结果的影响

摘要以往对下置凸轮轴式配气机构进行动力学计算时,都把机构刚度和摇臂比视为常数.实际上,这种机构的刚度和摇臂比都是随凸轮转角变化的,且有时变化范围较大.本文目的是考察刚度和摇臂比变化对凸轮轴下置式配气机构动力学计算结果的影响.作者采用两种模型对492QA汽油机配气机构多种转速下的运动规律进行了变刚度、变摇臂比和定刚度、定摇臂比的动力学计算,并将两种情况下的计算结果作了对比分析,得出了在刚度和摇臂比变化较大的凸轮轴下置式配气机构动力学计算中应考虑这种变化的结论.