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管內(nèi)氣固兩相流運動的三維化分析
發(fā)布時間:
2024/09/20
氣固兩相管流運動分析方法進展
氣力輸送技術(shù)問題可被歸納為下列三個方面:供料、回收與管內(nèi)輸送。供料系指供料入管,包括發(fā)送罐和供料機，涉及發(fā)送罐的合理設(shè)計、物料的粒度分布與偏析、發(fā)送罐排料口上方的料拱、供料機的定量供料性能，以及如何向高壓輸送管內(nèi)供料等技術(shù)問題。回收系指顆粒從兩相流中分離出來,尤其是微細顆粒的回收將更多地與集塵技術(shù)有關(guān)。
氣力輸送技術(shù)的第三個基本問題是顆粒在輸送管內(nèi)的運動,更確切地講,是氣固兩相流問題。其中主要的內(nèi)容是有關(guān)輸送管內(nèi)氣固兩相流的流動狀態(tài)和壓力損失的預(yù)估。對氣固兩相流運動的分析所采用的方法，迄今為止的進展大致上可分為下列三個階段:
1.壓力損失系數(shù)整理法
最早采用的一種較原始的經(jīng)驗歸納方法,是在單相流的流體力學(xué)基礎(chǔ)上,按相似理論與量綱分析,將氣固兩相流的沿管壓力總損失分為氣體的壓力損失和由于固體顆粒存在而產(chǎn)生的附加壓力損失，將固氣兩相流運動簡化而看作為等同于一般流體的單相流運動;忽略固體顆粒所占的斷面和容積;設(shè)定物料所引起的壓損被視為屬于“附加性”的而完全可以服從于一般的流體力學(xué)規(guī)律。
2.顆粒群的一維分析法
在節(jié)約能耗的前提下,氣力輸送技術(shù)設(shè)計應(yīng)使所需動力無需過剩。為此,必須仔細具體分析在各種不同輸送管路條件下(直管與各種彎管,鉛垂與水平,加速段與恒速段)氣體阻力對顆粒群運動的影響。假定在輸送管同一斷面內(nèi)(即指二維范圍內(nèi))的顆粒速度與顆粒量分布的變化不予計較,而且統(tǒng)一以顆粒群為宏觀對象,在管軸方向的一維范圍內(nèi),從建立顆粒群運動方程著手,進行分析與計算。長期應(yīng)田了上述兩種分析方法。
3.單顆粒立體追蹤分析法
在氣力輸送技術(shù)史上,長期應(yīng)用了上述兩種分析方法。就其物理模型而言,假定條件過分簡化,無怪乎在實用效果上常有許多不盡人意之處,愈來愈不能適應(yīng)于氣力輸送技術(shù)整體全面發(fā)展的形勢。其他的一些粉體技術(shù),諸如粉碎、?；?、篩分等,都早已采取單個顆粒作為微觀模型單體,而擯棄了顆粒群的宏觀模式。另外,只考慮管軸方向的一維運動,這與真實情況相差太遠。實際上的顆粒運動范圍,不僅是三維(立體)的,而且還必需承認顆粒自身的旋轉(zhuǎn)。由此,就不難進一步理解上述顆粒與管壁面(直管與彎管的)間摩擦的全部真實過程。顆粒與壁面間的沖擊運動分析是單顆粒立體追蹤分析法的基礎(chǔ)。對此,下面將作簡要的介紹,以作為今后進一步完善和擴大應(yīng)用這個方法的入門知識。
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