水平管高浓度连续气力输送特征研究

通过测量水平管高混合比（47～200）连续气力输送中等粒径砂粒和钝化石灰粉料时管道沿程压力分布及稳定段固体颗粒平均浓度，分析了水平管加速段压降、稳定段压降和固体颗粒平均速度等高浓度低速气力输送特征，同时提出高浓度输送固体颗粒平均速度关联式     

粉煤密相气力输送流型

基于电容层析成像技术对粉煤密相气力输送系统的流型进行了研究,获得了水平管和竖直上升管粉煤密相气力输送系统的典型流动形态。研究结果表明,水平管输送时的流型随时间复杂多变,典型流型有满管流、沉积层流、悬浮流等;统计分析发现,随表观气速不同,存在明显的主导流型;结合固相速度及管道压力信号分析,展示出其与流型之间存在一定的对应关系,进一步证实了密相气力输送系统的不稳定性特征。对竖直上升管的ECT测试结果表明,输送流型为环核结构。     

浓相气力输送的流型及稳定性判定

在对浓相输送的相图、流型及稳定性研究的基础上,提出了一种检测流型与判断稳定性的方法．在分析和处理计算机采集到的输送管内压力波动信号后,发现水平输送管内压力波动信号的较大振幅的概率密度之和与表观气速之间有较好的对应关系,找到了一种能实际应用于工程上判断流型和稳定性的判据,并以此作为自动控制的基础．     

表观气速对密相气力输送流型影响的模拟研究

针对目前密相气力输送数值模拟关于流型演变方面所存在的问题,提出了一种基于颗粒所在局部空间的固相浓度及颗粒群运动特征来描述颗粒间相互作用的数学模型。该模型能够对气力输送,甚至是颗粒发生大量堆积情况下的密相输送进行数值模拟,使得长期以来缺乏有效模型对密相输送流型进行数值模拟研究的问题得到一定解决。利用该模型,对水平管中煤粉高压密相气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟,获得了输送过程中管道内所发生的气固两相之间的分离、沉积现象,展现了沙丘流及栓塞流等流型的演变特征,模拟结果与实验观察到的现象吻合较好,从而进一步验证了新数学模型的有效性。此外,通过对不同表观气速下固相流态分布的定量分析,揭示了输送流型变化的一些内在规律。     

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。     

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。     

水平分支管路气力输送阻力特性的预测

在水平T型分支管道中,用压缩空气作为输送气体,对平均粒径为0.25 mm和0.5 mm的砂石进行气力输送试验。通过试验和GRNN神经网络对输送表观气速和两分支管路流量控制阀开度发生变化时,各分支管路中的阻力特性进行了研究。结果表明:随着表观气速的逐渐减小和两分支管路流量控制阀开度差值的增加,各分支管路中的阻力特性相应地发生了变化。通过试验值和GRNN网络模拟值的对比,发现试验值和模拟值间相互吻合得较好,说明采用GRNN网络来模拟两分支管路中各自的阻力特性适应性较好。     

垂直上升管内有水平柱体时气液两相局部流型转变的研究

1 INTRODUCTION Gas-liquid two-phase cross flow and heat transfer exists in oil production and chemical facilities. With the rapid development of the technology of modern industry, the gas-liquid two-phase flow across a rod and heat transfer characteristics are studied more ex- tensively, and its thorough understanding is of great importance to the design and operation of processing equipment. Flow pattern and its transition are important in the study of multiphase flow. Because of the com…     

水平管与倾斜管中段塞流的特性研究现状

水平管与倾斜管中的两相流能引起实际操作时许多问题,而段塞流是气-液两相流最常见的流型。描述段塞流特性最主要的就是管道的几何尺寸（倾角,直径）,工作条件（粘度,压力,温度）以及气-液的物理特性（密度,表面张力）。对于海上采油,压降,段塞长度,持液率这些段塞流特性也是很重要的,了解段塞流的特性是气-液两相生产系统发展的关键。在总结国内外相关研究成果的基础上,针对不同学者的研究结果提出了现阶段可以进一步研究的方向。     

水平气力输送管中颗粒浓度分布的数值模拟

以商业软件FLUENT为平台,通过UDF将DEM程序编译进FLUENT,利用DEM与CFD耦合的方法研究了水平管气力输送过程中颗粒粒径和密度对颗粒浓度分布的影响.结果表明,水平管道内颗粒浓度沿轴向方向不断降低,在管中心浓度逐渐扩散,使径向分布逐渐变得均匀;与双欧拉模型的计算结果不同,在管下部的高颗粒浓度区呈现出中心浓度高于边壁浓度的分布,而在管上部则表现为中心浓度低于边壁浓度的分布;随着颗粒密度及颗粒体积的增加,颗粒的跃动距离减少.     

水平管气力输送的数值模拟研究

对气体相湍动能采用修正的k-ε二方程模型,颗粒相湍动动能采用颗粒动力学方法,考虑两相间的相互作用,发展建立了水平管气力输送的数学物理模型和计算方法.该模型能计算颗粒相压力、粘性系数、扩散系数、导热系数、颗粒温度等流体力学特性参数.用文献实验得到的压降和转捩速度验证了所建模型和计算方法的正确性.就水平管中圆柱坐标系下典型的三维悬浮气力输送过程进行了初步数值研究,得到了管道沿程压降、平均气体速度、平均颗粒速度和平均颗粒浓度的变化、以及输送方向上不同截面处的颗粒浓度分布.结果表明:在给定的输送条件下,颗粒在管中并不总是维持同样的悬浮状态,在入口和快速加速度段,悬浮颗粒易集中于管中心区域,从加速段到恒速段,悬浮颗粒逐渐向管底沉降;颗粒浓度在管截面上有两种分布状态.为进一步利用该法研究气力输送打下了基础.     

离散单元法数值研究水平管中密相栓流气力输送

在对密相栓流气力输送过程中气固两相运动的特点和气固两相流的数值模拟方法进行分析的基础上,将广泛应用于岩土力学中的离散单元法引入以模拟多个颗粒之间长时间的相互作用,同时考虑颗粒与流体间的相互作用(双向耦合),建立了密相栓流气力输送过程中两相流的数学模型.对多个栓的密相栓流气力输送过程进行数值模拟,结果再现了栓的滑落、形成和运动过程,与实验观察到的现象基本一致,预示离散单元法在密相气固两相流数值模拟研究中具有广阔的应用前景,为密相栓流气力输送的进一步研究提供了基础.     

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.     

气力输送弯管结构替代装置流场特性数值分析

气力输送弯管转向过程中磨损和固相滞留等问题较为严重。本研究设计了一种新型连接装置,对结构进行了优化设计以减少磨损,用扩容仓代替弯管,在底部增加增压风,并利用计算流体动力学(CFD)数值方法,采用k-?标准型湍流模型,分析进出口中心线上速度比(V_a/V_0)和总压变化,及两相流颗粒分布,模拟结果表明,采用新型输送装置,将主流转向提前至垂直管道下方,利用风膜隔开主流与壁面,减少了磨损和固体颗粒滞留;增压风和主流风速比3.4时,出口速度差值最小,形成的额外阻力最小,该比例下增压风综合效果最好。     

不同粉料在双套管气力输送系统中的输送特性

选择粉煤灰、萤石粉与白灰3种典型粉料,在长100 m、管径100 mm的双套管气力输送系统实验台上进行了输送特性的研究,考察了粉料密度与粒径对其在双套管输送系统内输送效果的影响. 研究范围内,粉煤灰、萤石粉、白灰在本实验系统内的最小输送耗气量依次约为200, 300, 800 m3/h,最低输送压力梯度依次为0.8, 1.2, 1.1 kPa/m;物料输送质量流率最高点对应的输送耗气量依次约为500, 620, 820 m3/h. 根据物料在管道中的输送状态及压力梯度沿管线的变化特点,可将整体管道分为起始、过渡与充分发展3段.     

栓流密相气力输送特性的试验研究

为研究栓流密相气力输送气固两相流的输送特性,进行了粉煤灰在输送管内的流动模式试验和粉煤灰输送压力、物料流量特性试验.采用EcT技术测试了粉煤灰在输送管内的流动模式,并考察了主进气流量、补气流量、助吹气流量对物料流量、固气比的影响.研究表明:粉煤灰在输送管内的流动模式是以栓流密相为主,其灰栓长度为0.8～2.3 m,移动速度为2.8～11.3 m/s;输送压力与物料流量成双曲线特性,且随着空气流量的增加物料流量增大;主进气流量起主导作用,并与物料流量成单调上升抛物线关系,与固气比成上凸抛物线关系,即先增大后减小.     

煤粉水平管道气力输送模拟研究

以气力输送欧拉双流体模型为基础,根据颗粒运动的动力学理论建立了煤粉气力输送的动力学模型和SIMPLE算法。并利用FLUENT流体分析计算软件进行煤粉气力输送管道输送特性研究,参照煤粉颗粒特性参数得到了煤粉悬浮输送过程气固两相速度和浓度分布情况,并分析了形成原因,为煤粉管道输送研究提供了一定的理论分析依据。     

多功能管道系统气力输送试验装置

固体粉粒料的管道(气力)输送是化工装置输入、输出成品和系统内部介质输送的重要环节，目前仪征化纤股份有限公司在此领域基本依靠成套引进技术，耗资颇巨。而采用国产化装置至少可节约投资50％。固体粉粒料输送的工艺技术指标主要有输送能力、输送距离、输送高度、耗气量、粉尘含量     

不同含水率褐煤粉的输送流动特性及稳定性

在高压浓相输送实验台上利用氮气进行了褐煤粉输送实验,考察了褐煤粉含水率对输送压损特性、质量流量及稳定性的影响,采用小波分析理论对输送压损信号进行了分析,根据差压波动不同频率段的能量、波幅和方差等特征参数,并结合褐煤粉不同含水率下的输送特性及煤粉的表观形貌分析,进行系统输送稳定性判别. 结果表明,随煤含水率增大,其输送压损和质量流量减小,输送稳定性明显下降,压损呈周期脉冲. 含水率低于5.36%时,系统输送特性良好,含水率为5.36%~8.56%时,系统不稳定,含水率超过8.56%时,系统稳定性急剧下降,并经常堵塞. 差压信息的小波分析结果显示,在不同含水率褐煤粉的输送过程中,当差压信号的能量、波幅和方差主要分布在低频段时,输送过程较稳定,当这些特征参数向高频段转移时,输送稳定性随之下降.