气粉两相流壅塞现象的实验研究及在高炉喷煤中的应用

实验测定了是否安装声纳喷管条件下模拟高炉喷煤装置的煤粉流量分配精度,证明气粉两相流在声纳喷管中达到壅塞时,煤粉的分配精度较未装喷管时有很大的提高。分析了喷管中达到壅塞所需的条件是要喷管前后的压力比要大于临界压力比,并提出了计算临界压力比的经验式。将实验结论与两相平衡流理论进行比较,建立了气粉流表观音速计算公式。     

气固磁稳定流化床屈服应力的实验研究

气固磁稳定流化床是分选6～1mm细粒煤的有效手段,屈服应力对气固磁稳定流化床的稳定性和被分选颗粒的运动具有重要影响.采用拉板法,以0.074～0.045mm磁铁矿粉为加重质,对床层的屈服应力进行了研究.结果表明,磁稳定流化床的屈服应力是磁场强度、床层深度和表观气速的函数,分别随磁场强度及床层深度的增加而增大,随流化气速的增大而减小,磁场强度对屈服应力的影响最大,床层深度次之,表观气速影响最小.构建了3个因素对屈服应力的单因素作用模型及综合作用模型,为气固磁稳定流化床分选6～1mm细粒煤提供了理论基础.     

部分重力环境下水平方管内气液两相流动特性的数值研究

采用数值方法,基于流体体积模型(VOF)模型对部分重力环境下水平方管内空气-水两相流和制冷剂R134a蒸汽-液体两相流进行数值研究,通过对数值结果的统计分析,得到两种混合物在不同重力环境下的压降分布。结果表明,与常重力环境相比,部分重力下两种混合物的压降明显较大,且分别随气、液速度的增大而增大;相同工况下,R134a蒸汽-液体两相流的压降小于空气-水的压降。将得到的压降数值计算结果与均相流模型、Friedel模型和Chisholm模型依次进行了对比。重新根据分液相Reynolds数将流动分为层流区、过渡区和紊流区,并对Chisholm关系式进行了修正。结果表明,修正后的压降模型能较好地预测部分重力环境下的气液两相流动压降。     

鼓泡流化床气固两相流动特性数值模拟

为了研究鼓泡流化床内气固两相流动特性,采用数值模拟的方法,对Fushimi等人的冷态实验过程进行模拟,建立了合理的TBCFB气化炉气固两相流动系统模型,基于欧拉双流体模型,以ANSYS嵌套的FLUENT17. 0,作为数值模拟计算的基础平台,模拟TBCFB(三级流化床)气化炉系统中鼓泡流化床气固两相流动过程及分析其流动特性。结果主要分为3部分:鼓泡床表观速度对流动质量有重要影响,速度越低,越有利于床内气泡与床料充分接触;比较不同高度,不同配比两种颗粒温度变化特点,发现床层高度越高,颗粒温度越大;颗粒浓度增加,其颗粒温度降低,反之增加。     

基于变形功的有效应力力学机理探究

针对Terzaghi有效应力公式在饱和多孔介质力学中的适用性问题,提出新的饱和多孔介质的体积变形功方程,基于变形功探究有效应力力学机理. 当忽略固流相基质变形时,运用机械功原理证明Terzaghi有效应力公式的正确性. 当考虑固流相基质变形时,根据混合物理论将固相体应变分为固相体积分数应变和固相基质体应变. 通过推导和分析体积变形功守恒方程,揭示Terzaghi有效应力与固相体积分数应变之间的功共轭力学关系. 在小应变条件下,当固相基质变形、固相体积分数变化和流相基质变形之间的受力机理相互独立时,Terzaghi有效应力唯一地决定饱和多孔介质的固相体积分数应变. 同时采用固相基质压力和Terzaghi有效应力才能够完全确定固相体积变形. 研究结果表明,Terzaghi有效应力作为影响固相体积变形的内在因素之一,其表达式无须修正.     

水平管道液固两相流的相似与模化研究

本文探讨了低浓度水平管道液固两相流的相似问题。根据两相流的液相和固相运动方程、能量方程、连续性方程、悬浮速度方程、和沉降速度方程及颗粒的悬浮和推移条件等关系,得出两相流的一系列相似模化条件。根据这些条件提出了液固两相流模型管道试验的计算原则,最后用已有的实验资料对上述计算原则进行校验。对其结果进行评议分析。为了验证能用准则关系式统一表达已有的大部分学者提出的计算公式。本文列表对其作了对照。它说明在两相流研究中运用相似理论的可行性及其实用性。为了说明能用准则关系式表达其宏观物理模型的一致性.本文提出了一个新的相似准则:Du     

粉体水平管道分层流动速度分布的PDA研究

研究了气固两相分层流动在水平管道中的速度分布规律 ,进一步认识分层流动的两相作用机理 ,掌握分层流动的规律 .在一个采用流化罐给粉的气力输送试验台上 ,以平均粒径 35 .6 μm的玻璃微珠为试验物料 ,应用二维PDA系统 ,对水平方管内气固两相分层流动的速度分布进行了测量 ,并对试验数据进行了分析 .研究表明 ,在输送质量比不高于 2 0kg·kg-1(固 /气 )的输送条件下 ,PDA测量是可行的 ,分层流动的两相流场表现为湍流的特性 .随着输送浓度的提高 ,颗粒相对输送过程的影响越来越显著 ,脉动行为更加强烈 .     

基于差压法的油水两相流的流量测量

利用文丘里管基于差压法来测量油水两相流的流量.考虑了油水两相流密度分布不均匀对流量测量的影响并对油水混合物密度进行了修正，建立了基于文丘里管两端差压和水体积分数的油水两相流质量流量测量模型.实验采用25和40 mm两种管径的文丘里管进行了油水两相流流量测量.当油水混合物的雷诺数大于3.0×104时，在整个油水质量比范围内流量的测量误差受水体积分数的影响较小且与管径无关，可以得到较好的测量结果.     

铝杂质强化固相碳热还原氟磷灰石过程分析

在氮气保护下的管式炉中对比考察了Al2O3的添加对碳热还原氟磷灰石体系的反应的影响,结果发现添加5％ A12O3的反应体系的磷矿转化率及反应速率要高于没有添加的体系.固相产物的XRD分析结果与热力学分析一致.含5％ Al2O3的反应体系中出现的Al2 SiO5、AlPO4和CaAl2 Si2 O8等产物增加了反应体系的液相,促进了碳热还原反应的进行.在SiO2、Al2O3作用下的固相碳热还原氟磷灰石反应本质上是一个气液固反应,符合由反应扩散产物层生长理论推导的动力学模型.添加Al2O3的强化碳热还原反应的作用主要表现在相对低温区和反应初期.     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅲ.非定常不稳定气固两相流动中颗粒运动与旋涡的相关结构

基于气固两相流动的离散涡模型与数值仿真方法,分别模拟了与重力方向垂直和与重力方向平行的平面内气固两相圆柱绕流(其中颗粒的St数为1.0),得到了流场中颗粒分布与旋涡分布的时间序列,由此进一步证明了高雷诺数下的二维气固两相流动中固体颗粒运动与流体旋涡存在着明确的相关结构:气体流经圆柱体时产生不稳定的剧烈分离流动,在圆柱绕流的尾迹区内存在着复杂的旋涡发展演化过程,由于流体旋涡对其周围固体颗粒的诱导作用,使得在尾迹区内中等尺度(St～o(1.0))的固体颗粒从均匀气固混合物中分离出来而往旋涡区运动,并最终在旋涡结构的外沿聚集.