裂隙液固两相流的数值模拟

根据采动岩体渗流力学的观点,矿井突水溃沙是液固两相流失稳的体现。基于CFX数值模拟软件建立裂隙水沙两相流数值模型,通过模拟与分析得到裂隙尺寸、沙颗粒直径和液相流速对压力梯度、时均速度分布和湍动能的影响规律。     

基于固液两相流的水煤浆喷嘴研究

针对目前以煤代油技术日趋成熟,精细水煤浆在柴油机上燃烧、排放等问题研究已取得重要进展,而在供浆系统中燃烧器的重要部件—喷嘴的磨损和堵塞问题没有得到很好解决。对系统中燃料组成成分进行了分析(主要是固体煤粉颗粒、液体水及少量柴油和添加剂),在燃料供给过程中运用固液两相流理论对整个过程进行了动力学分析,给出了动量方程,并根据计算结果设计制造了一种新型喷嘴。     

U形弯管内大颗粒固液两相流的输送特性研究

应用计算流体力学及离散元耦合计算方法,对U形弯管中大颗粒固液两相流的输送特性进行了研究。采用Fluent与EDEM耦合计算,对不同输送工况下U形管中的大颗粒输送进行了仿真分析,得到了颗粒及流场在U形弯管中的分布、运动特性,同时结合试验进行了验证分析。结果表明,颗粒进入U形管后由于惯性作用主要沿着管道壁面运动。低速输送工况下,颗粒容易堆积在U形管与提升管的过渡位置,随着输送速度提高,颗粒在U形管中的浓度降低。由于与管道壁面的碰撞、摩擦,颗粒开始沿着壁面滚动运动。弯管内的二次流也会对颗粒的运动和分布产生一定影响。     

石煤搅拌浸出槽固液两相流的数值模拟

为了评价石煤机械搅拌浸出槽在不同搅拌方式下的搅拌浸出效率,运用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对石煤机械搅拌浸出槽进行数值模拟。使用GAMBIT划分网格,搅拌流场采用多重参考系法(MRF)处理。对直桨式和折叶桨式浸出槽的流场进行研究,并对比安装挡板或导流筒的效果。研究表明:同等条件下折叶桨能够提供更大的轴向速度。安装挡板或导流筒能够改善流场分布,使轴向流和剪切力增加,促进固膜的破碎并向液相中融合,缓解槽底淤积,为浸出反应创造更加优良的环境,有利于提高钒浸出率。     

沉降性两相流的管流型态研究现状与分析

总结论述沉降性两相流管流型态的研究现状,并将管流型态划分为均质流和非均质流两大类,同时指出当前研究成果的不足。结合矿山管道输送的实际情况,通过高浓度料浆管道输送环管试验,经推理分析,将高浓度沉降性两相流在管道中的流动型态划分为六种形态。     

对圆管中水泥浆液两相流的一些讨论

分析了水泥浆液在层流和紊流时的速度分布情况及其分界点，并讨论了两相流璃于高浓度及其固相和液相的速度分布情况。     

液固两相流对A182F347不锈钢材料的磨损特性

以直径为150μm的Si O2和Al2O3混合物为磨料,在自制的旋转式液-固两相流冲蚀试验装置上研究冲击角度、冲击速度及浆体浓度对奥氏体不锈钢A182F347的冲蚀规律,结合试件表面的冲蚀形貌分析,揭示稀相液固两相流体系下奥氏体不锈钢A182F347冲蚀机理。结果表明:4%~8%的浆体浓度下,冲击角度对试件的冲蚀规律近似,即在冲击角度为60°时出现磨损率峰值,峰值两侧区域磨损率逐渐降低;浆体浓度为6%,冲击速度从1.65 m/s增加至3.85 m/s时,试件磨损率呈指数增加;在高流速下,冲击角度为60°,浆体浓度小于6%时,试件磨损率受浆体浓度的影响较小,浆体浓度大于6%时,浓度越高,试件磨损率越大。在低流速下,浆体浓度大于8%时,试件磨损率受浆体浓度影响较小;A182F347的冲蚀磨损在低冲击角度下,以犁沟切削磨损为主,在高冲击角度下,以锻打变形磨损为主。建立的数学模型与试验结果较吻合。     

水平管道两相流的相似问题

本文讨论了水平管道两相流的相似问题。根据两相流的能量方程、连续性方程及颗粒悬浮条件等关系,得出水平管道两相流的相似条件为 C_v~2/(C_gC_l)=1;C_λC_l/C_D=1;C_ζ=1; C_(γ_(T~γ))/γ_TC_mC_nC_w/C_v=1;(C_(γ_(T~γ)))/γ_TC_mC_(1-n)C_f=1; C_v/C_w=1;C_Q/(C_D~2C_v)=1. 根据这些条件,提出了管道两相流模型试验的计算原则,最后,以已有的实验资料对上述计算原则进行了校验。本文还根据悬浮附加损失及推移附加损失的相似条件,提出了两个新的相似准数:Fu及Tu。     

除尘器气液两相流型在线监测系统设计

针对湿式除尘器气液两相流型识别的特征参数主要反映其宏观流动特征,且提取流型特征参数时需要多个传感器的联合使用,从而加大运行成本的问题。利用统计分析和小波变换对采集到的压力信号进行全面的解析,并结合BP神经网络技术,提出了一种新的除尘器气液两相流型识别方法。结果表明:该方法能有效解决流型特征参数选取不够细致及多个传感器并用带来的高成本问题,流型识别效率达97.2%,并依据LABVIEW平台开发了1套气液两相流型在线监测系统,为实际工程应用提供参考依据。     

湿喷机喷嘴内液固两相流数值模拟

为研究喷嘴结构设计是否合理,根据喷嘴几何参数建立物理模型,运用多相流理论对喷嘴内混合流体建立数学模型,得到喷嘴出口处混合流体的压力和速度。采用欧拉模型和RNG湍流模型对喷嘴内液固两相流进行数值模拟,得到喷嘴内混合流体速度场、压力场、相体积分数的分布情况。以出口混合流体成分均匀度为标准,利用统计学中均值和标准差对混合均匀程度做定量分析。研究结果表明,仿真得到的出口处压力和速度与理论分析相一致,喷嘴出口混合流体成分均匀度达到99.99%,验证了现有喷嘴结构设计的合理性。此研究方法及结果对今后湿喷机喷嘴的优化设计与工程应用具有重要参考价值。     

宾汉钻井液圆管轴向层流压降的数值计算

在计算宾汉钻井液在钻具中的层流压降时,需要求解一个非线性方程,以往通常使用近似公式进行计算。对于求解这个非线性方程,提出了一个数值迭代算法,并对该算法的收敛性进行了证明,给出了最大迭代步数的上限值。理论分析和大量实际算例表明:本文算法具有非常稳定的收敛性和非常快的收敛速度,并且能够给出压降的精确计算值。     

固相密度对浮选机内固-液两相流悬浮均匀性的影响

借助计算流体动力学(CFD)方法,采用欧拉-欧拉模型研究了WEMCO浮选机内固-液两相流的流动规律,探讨了湍流模型、固相密度及转速对固液流场特性、固体分散均匀性和功耗的影响。结果表明：Shear stress transport (SST)湍流模型能更好地预测固液流场流动及固体分散性,流体在叶轮作用下形成上下两个循环流并呈中心轴对称结构。随着叶轮转速的增加,固体悬浮分散性显著提高,功耗呈指数增加。当固体密度增加时,固体悬浮均匀度ξ值与叶轮转速呈线性变化,固相密度越高越不利于悬浮分散。     

水平井气液两相流动压降变化规律实验研究

随着水平井技术的完善和规模的不断扩大,水平井气液两相流压降计算对气田生产具有重要意义。现阶段水平井筒内流型判别研究都是将流动参数带入单独管段流型判别公式中进行预测。通过室内模拟水平井实验进行水平井气液两相流流动可视化研究,通过目视法观察水平井水平段、造斜段与垂直段在不同气液流速下流型变化并记录。将实验数据与现阶段常用流行判别式进行比对,为减小误差,对不同井段常用流型判别式进行评价优选。通过模拟实验,优选出不同井段的流型判别方法。在已知气量和液量的情况下,对压降进一步分析发现随着气体流速的逐渐降低,压降会存在骤变的现象,通过单独管段实验发现在压降发生骤变的气体流速下,持液率也会发生突然变化,结合实验观察得到现象得到了水平井临界携液流速的判断方法。通过对Beggs-Brill压降计算公式的修正,得到了准确率有明显提高的新公式,能降低水平井压降预测的误差。     

固液两相流泵的研究进展

固液州相流泵又称杂质泵。通常包括泥泵、砂砾泵和渣浆泵等类型,广泛应用于采矿工业中矿渣及电厂粉煤灰的输送、煤炭部门水煤浆运输及水利工程中疏浚作业等。随着国民经济的发展,市场对崮液两相流泵的需求日益扩大,行业的前景非常看好;另一方面由于固液两相流泉抽送介质的千差万别,两相流流动问题的复杂性,使得对固液两相流泵的研究越发重要。本文将主要介绍固液两相流泵的研究进展情况。     

水-洗煤输送泵内高浓度固液两相湍流的数值模拟

以FLUENT软件为工具,应用多流体k-ε湍流模型模拟离心泵内全三维高浓度水-洗煤固液两相湍流,计算包括导入管、叶轮及泵壳整个离心泵系统。结果显示,固液两相流体质点主要流经叶轮叶片工作面一侧射流区。     

充气式液固流化床内颗粒运动研究

为提高充气式变径液固流化床内细粒级(1 mm)的金属和非金属混合物的分选效率,有必要对床内颗粒运动特性进行探讨。首先对颗粒在充气式变径液固流化床中受力状况进行了理论分析;然后采用高速动态图像分析系统宏观记录了充气式液固流化床内塑料颗粒和玻璃颗粒的运动轨迹和分选过程,得到了颗粒运动的位移及速度随时间变化曲线,为细颗粒的物理分选回收提供理论依据与技术支持。     

固液两相流泵设计漫谈

按两相流动理论设计的渣浆泵，经过现场实践证明，这种新的设计方法，较好地解决了固液两相在流道中的运动规律。文中概括地论述了固液两相流系主要过流部件几何参数的设计计算，并介绍了用上述方法设计的１５０ＬＺ—５２０型固液两相流泵所获得的优异性能参数。     

液固流化床内颗粒沉降的基础研究

介绍了液固流化床的工作原理,探讨了颗粒在液固流化床中的沉降机理,计算了密度为9.5g/cm3、1.85g/cm3,粒度为0.111mm、0.282mm、0.625mm、1.242mm,容积浓度为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6时的颗粒在液固流化床中的沉降速度,并运用模拟软件FLUENT验证了上述沉降速度求解的正确性,从而为液固流化床在回收废旧印刷电路板的试验研究中提供了理论基础。     

基于ECT技术的充填管道内固液两相流仿真方法研究

矿山充填过程中,管道中产生的结块和充填料浆中夹杂的废石会造成堵管或爆管等严重安全事故,制约了矿山充填技术的应用与发展,所以及时对管道内堵塞结块及废石的方位和大小进行检测,对矿山充填的安全稳定有着重要意义。以电容层析成像(ECT)技术为基础,研究了矿山充填管道的检测方法。针对传统ECT重建算法成像质量差、精度低等问题,提出了一种适用于充填管道内固液两相流检测的基于极限学习机和卷积神经网络的ECT图像重建方法。该图像重建网络由单隐藏层前馈神经网络和图像预测网络两部分组成。利用极限学习机建立电容数据与介电常数值的映射关系,并通过图像预测网络完成对图像的重建。通过充填管道仿真试验,证明了该方法不仅能够有效减少重建图像的伪影和变形,提高图像重建准确度,而且对充填管道中可能出现的复杂情况有较好的重建效果。所提出的ECT图像重建方法对于矿山充填管道内存在的堵塞结块及废石的检测有很好的效果,可以有助于推动ECT技术在充填管道检测领域的应用和推广。     

固液两相流水力坡度的计算

<正> 固体物料的管道水力输送,在工业部门日益广泛应用。铜、铁精矿和煤的长距离管道水力输送,近年来发展迅速。我国也已开展了这方面的试验研究工作。管道水力输送的基本技术问题,是在固体输送量、输送距离和高差一定的条件下,选择恰当的管径、浓度、粒级和流速,以达到能量消耗低、经济效果好的目的。衡量能量消耗的一个重要尺度是管道输送的水力坡度。管道水力坡度的计算,我国一直沿用克诺罗兹公式。由于生产实践证明,其计算值过于偏大,不