气固两相流动

摘要： 通过欧拉-拉格朗日方法对气力输送系统中经常使用的楔式闸阀进行了气固两相流动和颗粒冲蚀磨损研究。结果发现:阀腔和凹槽中的气体速度要比管道中的气体速度低很多;楔式闸阀的凹槽中会逐渐积累大量的颗粒,颗粒会对闸板底部造成非常严重的冲蚀磨损。

摘要： 喷动床中粉体的混合本质上是气固两相流动问题,为研究喷动床中粉体的混合性能,采用数值模拟的方法,研究了直径为165μm的同种淀粉颗粒在喷动床混合机中的混合过程及运动行为规律.研究结果表明:在喷动床混合机中,粉体的运动区域主要包括喷射区、喷泉区和环隙区,粉体的混合主要发生在喷泉区;粉体在喷动床中循环运动的周期约为9.4 s,其中在环隙区的运动时间占整个循环周期的90％以上,粉体在喷射区和喷泉区的停留时间极短;喷动床混合机中粉体混合均匀性指数可达到0.99以上.

摘要： 为研究正压水煤气余热锅炉气固两相流动规律,针对正压水煤气立式余热锅炉,采用数值模拟方法分析炉内流动特性。采用RNG k-ε湍流模型和拉格朗日随机轨道模型数值研究正压水煤气立式余热锅炉气固两相流动特性。对炉内速度分布特性、温度分布特性、压力分布特性、颗粒相磨损特性进行研究。结果表明:入口拐角处形成低速涡流区;烟气流经中部膨胀节后流通截面减小,烟气流速增大,强化换热效果,同时吹扫烟尘,防止下部受热面积灰;烟气流速随入口烟温上升而增大,余热利用率随入口烟温上升呈现出先增大后减小趋势,受热面磨损率随入口烟温上升呈现出先减小后增大趋势,最佳入口烟温为1223 K。

摘要： 为了研究喷嘴进口气体旋流效应对喷动床内气固两相流动特性的影响规律,采用数值模拟方法进行研究分析.通过欧拉-欧拉双流体模型和颗粒动力学理论对气固两相流动进行模型处理,分别对常规喷动床及带旋流器喷嘴喷动床进行模拟分析与对比.研究表明:喷嘴进口气体旋流效应显著地强化了喷动床内颗粒的径向运动,能有效消除柱锥区的颗粒堆积现象,扩大了低床层区气体喷射区的影响范围,增加了喷动床内气体的湍动能值,从而提高喷动床内颗粒处理的整体效率.存在最佳η(旋流器内径与外径比值)值,即η 为0.526时,旋流气体对喷动床环隙区内颗粒堆积的消除作用及气体湍动能值的提升最为显著,同时旋流器喷动床的总体压降达到了峰值.

摘要： 喷动流化床中,在床底部通入高速射流气体,由轴向射流在床内形成有规律的气-固两相流动,该技术在工业中有着广泛的应用.本文采用Euler-Euler双流体模型(TFM),对喷动流化床内的气固两相流动过程进行模拟.计算得出了不同喷动和流化速度下床内形成的流动结构形态.计算得到的床内颗粒浓度分布规律与实验数据吻合,并获得了不同高度上沿不同方向的速度分布,以及不同流化区域颗粒拟温度的分布规律.

摘要： 基于MFIX开源程序建立了三维喷动床内气固两相流动模型,利用MFIX-离散单元法(DEM)模型对源程序进行不同曳力模型的数值模拟计算,得到颗粒在三维喷动床内的流动特性,同时结合实验对喷动床内0.2～2.0 s内的颗粒流动特性进行了分析.结果 表明:数值模拟与实验结果相似度较高,Gidaspow模型床高与实验结果较接近,但该模型床高波动范围较大,而Syamlal-O'Brien模型相对较为接近实验结果;2种曳力模型下model B比model A的死区范围小,采用model B流动性更强;随着时间的推移,床高会出现一个极值点,在此点前后床高波动较大,modelB的床高极值点比model A的高,且Syamlal-O'Brien模型比Gidaspow模型出现床高极值的时间点往后推移.

摘要： 基于MFIX开源程序建立了三维喷动床内气固两相流动模型,利用MFIX-离散单元法(DEM)模型对源程序进行不同曳力模型的数值模拟计算,得到颗粒在三维喷动床内的流动特性,同时结合实验对喷动床内0.2~2.0 s内的颗粒流动特性进行了分析。结果表明:数值模拟与实验结果相似度较高,Gidaspow模型床高与实验结果较接近,但该模型床高波动范围较大,而Syamlal-O’Brien模型相对较为接近实验结果;2种曳力模型下model B比model A的死区范围小,采用model B流动性更强;随着时间的推移,床高会出现一个极值点,在此点前后床高波动较大, model B的床高极值点比model A的高,且Syamlal-O’Brien模型比Gidaspow模型出现床高极值的时间点往后推移。

摘要： 快速流态化作为一种新型高效的气固接触技术,现广泛应用于各行各业.以快速流态化统一动力学模型为基础,分别探究了床料物性参数、操作运行条件以及床层直径大小对床层上部稀相区固体颗粒浓度分布规律的影响,并对相关结果进行了分析,以期为快速流态化统一动力学模型的工程推广应用提供进一步的指导.结果 表明:在其他参数不变的条件下,快速床上部稀相固含率随颗粒密度的增大而减小;随颗粒直径的增大而减小;随床层直径的增大而增大;随固体循环流率的增大而增大;随操作风速的增大而减小.

摘要： 建立一种整体式多喷嘴喷动-流化床结构,采用双流体模型(CFD)对其内气-固两相流动进行数值模拟,在传统柱锥型喷动床锥体对称的两侧开若干缝隙,形成辅助多喷嘴喷动床,使其产生喷动-流化床的效果.通过CFD数值模拟获得多喷嘴喷动-流化床内颗粒体积分数、颗粒速度及空隙率等,并将模拟结果与单喷嘴喷动床进行对比,数值模拟证明了整体式多喷嘴喷动-流化床结构的可行性.与常规喷动床相比,整体式多喷嘴喷动-流化床能够有效增强喷动床内气-固两相流动,并且加强了单喷嘴喷动床环隙区底部颗粒运动死区的流动,同时省略了旁路供气辅助设备.

摘要： 旋风分离器由于结构简单以及较好的经济性而被广泛应用于工业过程中的气固分离.LES-DEM耦合方法对处理气固两相流动有明显优势,其将颗粒相视作离散体系,在拉格朗日框架下对其中的颗粒运动进行跟踪;气相视作连续介质,在欧拉框架下采用LES方法对流场进行数值模拟.旋风分离器进出口压降在平均值附近波动.颗粒沿壁面呈带状下降并被捕集,少量由于短路流而从排气管逸出;气流速度在各个方向上呈现不同的分布特征.本文通过LES-DEM耦合方法在颗粒尺度的层面计算并研究了旋风分离器内气固两相流动特性,并验证了此方法用于研究密相分离设备的可行性.

摘要： 本文基于浓相颗粒动理学理论,建立欧拉-欧拉模型对回料阀内的气固两相流动进行数值模拟研究,详细分析并揭示了常规回料阀结构中的气固两相流动特点.针对本文所用的模型尺寸和工况条件,研究结果表明,常规回料阀内呈现鼓泡流动状态,存在气体反窜现象;立管内的平均有效料高为0.22m;回料室底部的平均相对压力为5000-6000Pa;出口平均相对压力为3500-4500Pa(O压力位置设于顶部出口);松动床上的平均静压高于流化床上的平均静压,回料压差约为250Pa.

摘要： 在气固两相流动广泛应用的今天,对其内部机理的相关研究具有重要的意义.本文主要对Link等人的实验进行气固两相喷动床的模拟,着重研究管内颗粒的各向异性行为.模拟中固相采用离散硬球模型(DPM),气相模拟采用大涡模拟方法(LES),并选用不同的亚格子模型分别得到结果;曳力模型采用Beetstra模型.根据颗粒各项异性特征的分布特征分析模型的相关特性.rn 研究表明，离散颗粒硬球模型可以很好的模拟Link等人的喷动床实验，使用LES模型的模拟结果相对宏观上颗粒流量的模拟准确度没有明显提高。对于颗粒的宏观各向异性特性如颗粒平移速度，LES模型的影响不大，仅对非主要运动方向上的分布有一定影响。对于颗粒的微观各向异性特性如颗粒温度，LES模型会影响其分布，其具体的规律仍需进一步研究。

摘要： 采用格子-Boltzmann方法的D2Q9模型模拟气体流动;颗粒运动采用牛顿运动第二定律确定.数值模拟了颗粒群在二维计算区域内的运动过程,获得了颗粒群在运动过程中颗粒群空隙率的变化规律.模拟结果表明,颗粒群曳力系数Cd 随着颗粒群空隙率的增大而减小;也随着颗粒群雷诺数的增大而减小.考虑颗粒非均匀流动结构特性所得到的曳力系数修正因子随空隙率的增大而减小.

摘要： 在循环流化床半干法烟气脱硫系统中,如何实时在线监测脱硫反应器是否高效、安全运行至关重要.对时间序列压力信号进行处理分析反映床体内气固两相流动情况,在流化床气固两相流动研究中已有一定应用,但对于存在高速射流、高径比以及流动形态与其他流化床装置均有很大不同的循环流化床脱硫反应器中,运用此方法进行流动研究的还未见有报道.本文的实验研究是在一台根据相似准则原理设计的循环流化床冷态实验台上进行的.文中对循环流化床脱硫反应器塌床现象形成过程中的压力信号分别进行时域和频域分析,以此得到一些脱硫反应器内气固两相流动所产生压力信号的特征,从而反映床体内的气固两相流动.试验结果表明,以标准偏差为代表的时域分析可以很好的反映床体内气固两相流动的压力波动剧烈程度,可以考虑作为预测塌床的预警信号.

摘要： 为了分析孔板式临界喷嘴内催化剂颗粒对喷嘴的磨损,本文采用CFD数值软件Fluent中的标准k-ε湍流模型和随机轨道模型(DPM)对孔板式临界喷嘴内气固两相进行耦合计算,并对计算结果进行了分析.结果表明:用该方法对临界喷嘴内流场分布进行数值模拟是可行的;孔板式临界喷嘴内喷出的高速气流迅速膨胀加速并渗透到主流中一定深度,然后转弯附壁流动,喷射气流对烟道主流产生一定的影响;根据颗粒运动特性预知,大粒径颗粒对烟道管壁磨损较为严重,磨损最严重区域为主烟道壁面,距临界喷嘴插入点1000-1500mm处.

摘要： 采用双流体模型,耦合非均匀曳力模型和颗粒动力学理论,使用非均匀的修正的Syamlal OBrien曳力模型考虑颗粒团聚现象对气固流动的影响,对循环流化床脱硫反应器中的流体力学特性进行了数值模拟,模拟的时均颗粒浓度和压降值与实验数据具有较好的一致性,验证了模拟方法的可靠性.颗粒速度的时间序列和概率分布函数表明,在边壁位置均存在颗粒的向上、向下运动,颗粒主体在床层内向上运动的同时还存在微观的内循环运动,模拟值为颗粒时均速度的径向非均一性分布提供了合理的解释,较Gidaspow曳力模型有更好的适用性.

摘要： 采用基于颗粒动理学、相间曳力由能量最小多尺度模型修正的双流体气固两相流动模型，耦合气固传热、煤热解、挥发分燃烧、焦炭燃烧和污染物脱除等过程，建立了循环流化床煤燃烧的综合模型。模型通过定义边界条件考虑了固体物料循环，获得了炉内压力、温度、各组分浓度和化学反应速率的分布，并利用东南大学自建的一台50kW 多功能循环流化床燃烧试验装置上的试验结果对模型进行了验证。

摘要： 以两相湍流PDF输运方程为基础,采用Risken求解Fokker-Planck方程的方法,通过傅里叶变换得到颗粒运动两阶矩方程(平均速度方程和颗粒位置—速度联合脉动方程),以此建立两阶矩颗粒轨道模型.最后,利用新模型对后台阶两相湍流流动进行模拟,新模型准确的预报了后台阶两相流场内颗粒的运动信息,并且给出了一些新的现象.

摘要： 以两相湍流PDF输运方程为基础,采用Risken求解Fokker-Planck方程的方法,通过傅里叶变换得到颗粒运动两阶矩方程(平均速度方程和颗粒位置—速度联合脉动方程),以此建立两阶矩颗粒轨道模型.最后,利用新模型对后台阶两相湍流流动进行模拟,新模型准确的预报了后台阶两相流场内颗粒的运动信息,并且给出了一些新的现象.

摘要： 本发明公开了一种气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，所述反应器包括相连接的上、下两部分，上、下两部分均为回转体，上、下回转体为自回转体的底部至上、下回转体相连接的方向回转体的截面直径逐渐增大的结构。在反应器的下回转体上设有至少一个气体进料通道，反应器顶部设有出气口，所述气体进料通道沿反应器下回转体内圆周切线方向设置。还公开了一种利用该反应器实现全混流反应的方法，进气后先形成螺旋上升的涡流，再形成上下方向的涡流，上下方向的涡流和螺旋上升的涡流混合实现返混。本反应器可利用自身结构实现气相或气固两相反应，结构简单，结合上述进气速度等参数，可使无因次方差接近1，从而实现全混流。

摘要： 本发明公开了一种气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，所述反应器包括相连接的上、下两部分，上、下两部分均为回转体，上、下回转体为自回转体的底部至上、下回转体相连接的方向回转体的截面直径逐渐增大的结构。在反应器的下回转体上设有至少一个气体进料通道，反应器顶部设有出气口，所述气体进料通道沿反应器下回转体内圆周切线方向设置。还公开了一种利用该反应器实现全混流反应的方法，进气后先形成螺旋上升的涡流，再形成上下方向的涡流，上下方向的涡流和螺旋上升的涡流混合实现返混。本反应器可利用自身结构实现气相或气固两相反应，结构简单，结合上述进气速度等参数，可使无因次方差接近1，从而实现全混流。

摘要： 本发明公开了一种气固两相流流动参数测量方法、电子设备及存储介质，其中气固两相流流动参数测量方法包括：获取待测区域电容向量，重建出待测区域的实介电常数分布；基于重建出的实介电常数分布，在假设颗粒水分的情况下，得到颗粒浓度分布与颗粒水分；基于颗粒浓度分布与颗粒水分，得到微波频段测量区域的复介电常数分布情况；计算复介电常数分布情况下微波的衰减情况；设定对比值，根据计算得到的复介电常数分布情况下微波的衰减与实际测量得到的微波衰减的对比，修正假设的颗粒水分满足对比值；将满足对比值的颗粒水分作为最终的颗粒水分。本发明提出的电容层析成像与微波法融合的测量方法，提升了测量精度与测量范围。

摘要： 本申请公开了一种适用于气液、气固两相或气液固三相反应的微反应器，包括套管式反应器主体，套管式反应器主体包括内套管、中间套管和外套管，中间套管设有内、外螺纹，内套管上设有微孔，内套管的外壁和中间套管的内壁之间形成的流通路径作为反应通道，内套管作为气体通道，中间套管的外壁和外套管的内壁之间形成的流通路径作为换热媒介通道；或者内套管设有内、外螺纹、中间套管上设有微孔，内套管的外壁和中间套管的内壁之间形成的流通路径作为反应通道，内套管作为换热媒介通道，中间套管的外壁和外套管的内壁之间作为气体通道。本申请微反应器结构简单，微孔采用激光打出即可；具有更好的传质和传热效果，传热效果是传统釜式反应器的数十倍。

摘要： 本发明公开了一种测量气固两相流动颗粒滑移速度的探头，包括光纤成像单元、热膜测速单元和光源传输单元，其中，所述光纤成像单元包括内窥镜物镜、反光罩、玻璃平片和石英光纤；所述热膜测速单元包括热膜传感器和微电路，所述热膜传感器设置于所述玻璃平片外围；所述微电路设置于预留管道中；所述光源传输单元包括激光出光口和玻璃光纤，其中，所述激光出光口布置在探头头端部的玻璃平片的外围；所述玻璃光纤均匀布置于所述不锈钢管外侧的壁面。本发明的探头集光纤成像、热膜测速和光源传输三大主要部分于一体，能够同时测量气固两相流中气体速度和颗粒速度大小，利用气体速度和颗粒速度差值得到颗粒滑移速度。

摘要： 本发明公开了一种气固两相流动沉积特性实验装置。包括旋涡风机、蒸汽发生器、空气加热器、加湿器、储水罐、实验箱、球阀、文丘里混合器、高速摄像机、计算系统等组成。储水罐右侧连通蒸汽发生器，下侧连通加湿器，左侧连通实验箱。供气系统包括旋涡风机和空气加热器，装置尾部使用颗粒收集袋，实现气固分离，收集固体颗粒。本发明可用来研究不同空气温度、湿度条件下颗粒沉积规律，揭示颗粒沉积率与温度，湿度的关系。可为锅炉换热器、气力输送、除尘设备的选型与优化提供数据支撑。

摘要： 本发明公开了一种具有粒径自动分筛的气固两相流动沉积特性实验装置。气相雾化器顶部出口依次经直管段、弯头和调速风机连接，调速风机经第一三通换向球阀和自动分筛进料单元连通，自动分筛进料单元经数据测量传感系统、实验测试管段、第二三通换向球阀和喷头固定箱连通，喷头固定箱装注水冲洗喷管；第一第二三通换向球阀的朝下方向布置废料收集箱；自动分筛进料单元包括箱体以及置于箱体中的物料分径机构和介质流道。本发明将投放固体颗粒按照粒径大小分类，有效地控制进入试验管道的固体颗粒物质的粒径，测定不同工况下的铵盐固体颗粒的沉积情况，且避免每次沉积试验之后需要手动清洗试验管道，方便多次重复实验操作。

摘要： 本发明属于煤矿井下流体力学技术领域，公开了一种考虑环境湿度因素风流‑粉尘气固两相流动数值模拟方法，包括：依据地质勘测结果，建立综采面物理模型；将风流和空气中的水蒸气视为连续相，并利用欧拉方法对综采工作面流体运动进行描述；采用Reynolds时均方程进行湍流模拟，利用k‑ε双方程进行求解并将瞬态的脉动量在时均化方程中进行表现；利用组分输运模型中的组分输运方程和离散相模型中的欧拉‑拉格朗日方程建立数学模型，同时由于湿度场对粉尘颗粒的影响，在碰撞过程颗粒发生的临界偏移量用O'Rourke公式表达，模拟综采工作面中的粉尘运动过程。本发明为研究综采工作面采煤过程中湿度场影响粉尘的运移扩散提供充分的理论基础。

摘要： 本发明公开了一种气固两相流动沉积特性实验装置。包括旋涡风机、蒸汽发生器、空气加热器、加湿器、储水罐、实验箱、球阀、文丘里混合器、高速摄像机、计算系统等组成。储水罐右侧连通蒸汽发生器，下侧连通加湿器，左侧连通实验箱。供气系统包括旋涡风机和空气加热器，装置尾部使用颗粒收集袋，实现气固分离，收集固体颗粒。本发明可用来研究不同空气温度、湿度条件下颗粒沉积规律，揭示颗粒沉积率与温度，湿度的关系。可为锅炉换热器、气力输送、除尘设备的选型与优化提供数据支撑。

摘要： 本实用新型公开了一种用于气固两相流动沉积特性实验装置的自动分筛进料单元。自动分筛进料单元包括箱体、物料分径机构和介质流道，箱体的底部设有介质流道，介质流道的两端分别连接第一三通换向球阀和实验测试管段，介质流道上方的箱体内布置物料分径机构；物料分径机中，第一连杆的下端铰接于箱体内的水平板，第一连杆经第三连杆和载物盘支架的进行铰接，箱体侧壁中部从上到下分别安装有水平布置的三条传送带，载物盘支架和三条传送带之间从上到下分别安装有三个载物盘，三个载物盘分别铰接到三个传送带传送输入端旁箱体侧壁上。本实用新型将投放固体颗粒按照粒径大小分类，有效地控制进入试验管道的固体颗粒物质的粒径，可方便多次重复实验操作。