循环流化床气固两相流动模拟 被引量：10

1

作者 白志刚 杨晨 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2009年第3期272-275,310,共5页

循环流化床已被广泛用于能源、化工、环保等工业领域,但由于流化床内两相流动、传热及化学反应的物理机理和作用规律复杂性,目前为止对流化床的认识还远远不能令人满意,因此了解流化床内流动机理对循环流化床的设计和运行有深远的指导... 循环流化床已被广泛用于能源、化工、环保等工业领域,但由于流化床内两相流动、传热及化学反应的物理机理和作用规律复杂性,目前为止对流化床的认识还远远不能令人满意,因此了解流化床内流动机理对循环流化床的设计和运行有深远的指导意义。针对循环流化床燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,用Fluent软件作计算工具,利用欧拉双流体模型(EULERIAN-EULERIAN)对流化床内的颗粒浓度分布、颗粒速度分布和床内压力分布等进行了三维数值模拟,计算结果表明:在床内固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同流化风速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大,在相同的物料循环量,沿床高压降随着流化风速的增加而减小。 展开更多

关键词 循环流化床 气固运动特性 数值研究

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中密度纤维板平面立式铣削排屑特征的数值模拟与试验验证

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作者 孙勤杰 周曦禾 +2 位作者 翁锦萍 李晓旭 周捍东 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期74-81,共8页

立式铣削切屑颗粒细小质轻且排屑不规则,常因吸尘罩的结构与安装不合理,这类机床周边的作业环境粉尘污染严重。优化吸尘罩的设计是改善作业环境的重要途径,掌握排屑特征是吸尘罩优化设计的基础和依据。笔者根据立式铣削常见的基材对象... 立式铣削切屑颗粒细小质轻且排屑不规则,常因吸尘罩的结构与安装不合理,这类机床周边的作业环境粉尘污染严重。优化吸尘罩的设计是改善作业环境的重要途径,掌握排屑特征是吸尘罩优化设计的基础和依据。笔者根据立式铣削常见的基材对象和高转速等加工特点,运用计算流体力学FLUENT仿真软件,模拟研究了铣刀环形气流场,采用非结构化和局部加密的网格处理方法,使用欧拉-拉格朗日计算模型,模拟排屑气固流场,研究了排屑方向与速度、颗粒分布与速度等特征参数。研究表明,铣刀转速在10000~24000 r/min时,铣刀环形流场切向最大的速度为6.93~15.72 m/s,并与其半径的增大呈指数关系降低。排屑显现了主排屑区和次排屑区两个区域,主排屑区是以切削区为顶点的椭圆状锥体,切屑在水平锥角为83°~86°、垂直锥角为20°~22°范围呈辐射状抛射。主排屑区排屑由密集流和稀疏流两部分构成,密集流和稀疏流中颗粒的初始速度分别在7.57~17.85和3.34~8.22 m/s范围,与铣刀转速呈正相关函数关系,密集流和稀疏流中颗粒速度随喷射距离的增加呈线性降低,在距切削区10倍铣刀直径处密集流和稀疏流的颗粒分别在1.14~6.63和0.75~1.40 m/s范围。次排屑区内为细小的颗粒,随铣刀旋转以1~5 m/s的速度向四周散发。试验表明,排屑方向、颗粒分布等特征与模拟相吻合,密集流和稀疏流的颗粒初始速度及10倍铣刀直径处速度的实测与模拟误差为3.1%~7.1%。 展开更多

关键词 中密度纤维板 立式铣削 木质切屑 排屑气固流场特征 数值模拟 试验验证

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CFB内煤层气/煤混烧技术中气相入口位置对炉内固相运动特性影响

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作者 李钦朋 刘月红 《现代电力》 2008年第5期48-52,共5页

运用欧拉双流体模型,针对循环流化床复合燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,研究分析了CFB复合燃烧技术中不同气相进料位置及不同二次风速度对炉内气固运动特性的影响,结果表明不同的煤层气燃烧器布置位置对颗粒浓... 运用欧拉双流体模型,针对循环流化床复合燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,研究分析了CFB复合燃烧技术中不同气相进料位置及不同二次风速度对炉内气固运动特性的影响,结果表明不同的煤层气燃烧器布置位置对颗粒浓度有重要影响,不同二次风速下,煤层气燃烧器布置位置为距布风板2m时,流动状态较稳定,而且能够在悬浮段形成高浓度颗粒流,能使燃料在炉膛整个上升过程中都处于高温燃烧氛围中。 展开更多

关键词 气固运动特性 不同进料位置 数值研究 CFB 复合燃烧技术

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钻孔作业中反向扩孔气动冲击器尾气携岩特性 被引量：4

4

作者 徐海良 李旺 +1 位作者 赵宏强 徐绍军 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期121-126,共6页

建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理,对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟,进而得到流场的气相特性以及... 建立了由反向扩孔气动冲击器排气孔到后封头的排屑流场,运用计算流体力学理论和FLUENT仿真软件研究了冲击器工作过程中尾气的携岩特性。基于冲击器的结构和工作原理,对气固两相排屑流场进行了数值仿真模拟,进而得到流场的气相特性以及岩屑颗粒运动轨迹和浓度分布规律。结果表明:冲击器排气孔尾气进入排屑流场后流速降低,流场压力由入口到出口逐渐降低;岩屑颗粒向流场底部聚集,颗粒平均浓度沿着远离入口方向变化不大,最大浓度沿着远离入口方向逐渐下降,最终趋于平稳。分析了钻进速度和尾气流量对携岩特性的影响,结果表明:随着钻进速度的增加尾气携岩能力下降,额定工作压力0.8 MPa时钻进速度应小于12.6 m/h;随着尾气质量流量的增加携岩能力提高,施工时应该在保证冲击器工作性能的情况下适当增加尾气质量流量。 展开更多

关键词 气体钻井 反向扩孔 气动冲击器 排屑流场模型 携岩特性 气固两相流 数值模拟

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基于CFD-DEM耦合模拟的侧喷吹管道减磨弯头流动特性分析

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作者 胡伟波 苏利威 +3 位作者 周甲伟 杨军 纪云 吴晓松 《世界有色金属》 2024年第5期1-3,共3页

为实现煤粉颗粒在管道和喷枪内的稳定可靠输送和精确喷吹,以气固两相物料在弯头内的流动特性为对象,采用计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法对普通弯头、T型弯头、堵塞型弯头、球型弯头内颗粒运动情况进行分析,研究发现:颗粒流经三... 为实现煤粉颗粒在管道和喷枪内的稳定可靠输送和精确喷吹,以气固两相物料在弯头内的流动特性为对象,采用计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法对普通弯头、T型弯头、堵塞型弯头、球型弯头内颗粒运动情况进行分析,研究发现:颗粒流经三种减磨弯头时速度会出现显著的下降,同时还会引起显著气流速度和压强的波动,上述现象以T型弯头最为显著;减磨弯头通过颗粒床中颗粒-颗粒碰撞减小颗粒对管壁的冲击,三种减磨弯头中颗粒-颗粒碰撞次数与碰撞法向力均较高,可能引发喷吹物料流动的紊乱。 展开更多

关键词 侧喷吹 减磨弯头 流动特性 CFD-DEM 气固两相流

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XP-70瓷绝缘子串积污特性数值仿真研究

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作者 邓永清 黄道春 +1 位作者 阮江军 况燕军 《湖南电力》 2024年第3期34-39,共6页

以3片XP-70瓷绝缘子串为研究对象,建立数值风洞仿真模型,基于欧拉气固两相流分析模型,利用污秽体积分数评价绝缘子的积污程度,对XP-70绝缘子的积污特性进行数值仿真分析。研究表明,绝缘子迎风面静压最大,与污秽颗粒碰撞激烈,同时空气流... 以3片XP-70瓷绝缘子串为研究对象,建立数值风洞仿真模型,基于欧拉气固两相流分析模型,利用污秽体积分数评价绝缘子的积污程度,对XP-70绝缘子的积污特性进行数值仿真分析。研究表明,绝缘子迎风面静压最大,与污秽颗粒碰撞激烈,同时空气流体经过绝缘子时在湍流的作用下容易在绝缘子背风面和底部构成回流;绝缘子表面污秽积污监测点积污程度与环境中污秽体积分数成正比,绝缘子迎风面、背风面和底面的积污监测点积污程度随风速和粒径的增大而增大,背风面的积污程度要低于迎风面和底面;绝缘子侧风面积污程度最低,绝缘子侧风面积污监测点的积污量随风速和粒径的增大而减小。 展开更多

关键词 XP-70绝缘子 积污特性 气固两相流 数值风洞

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煤粉给料罐内部流动特性数值模拟研究 被引量：3

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作者 姚强 赵元琪 +2 位作者 赵娜娜 温润娟 朱传琪 《工业技术创新》 2021年第6期41-47,共7页

煤粉给料罐是煤粉输送系统的重要组成部分。宁煤公司神宁炉(气化炉)的煤粉给料罐采用底部流化侧上部出料方式,出料管线、流化气管线及内部支撑管架错综复杂,极易导致煤粉架桥现象发生。对给料罐壁预埋件、煤粉输送管线及返煤管线进行技... 煤粉给料罐是煤粉输送系统的重要组成部分。宁煤公司神宁炉(气化炉)的煤粉给料罐采用底部流化侧上部出料方式,出料管线、流化气管线及内部支撑管架错综复杂,极易导致煤粉架桥现象发生。对给料罐壁预埋件、煤粉输送管线及返煤管线进行技术改造:以气固两相流数学模型为基础,以数值模拟软件Fluent为工具,对给料罐进行建模和流体力学计算,探讨煤粉颗粒固相流动特征,考察给料罐出口速度分布。结果表明:1)给料罐内部煤粉流化效果较好,各个出料口煤粉体积分数和流速稳定,出料情况较好;2)给料罐出口固相输送密度可在5.0 s时达到500 kg/m^(3),出口固相体积分数控制在37.5%~62.5%范围,满足实际工况要求。 展开更多

关键词 煤粉给料罐 FLUENT 数值模拟 流动特性 气固两相流

原文传递

单模块装药点火燃烧过程中端盖破裂形态对药粒散布的影响 被引量：3

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作者 杨旭光 余永刚 陈安 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期582-589,共8页

为了探究模块药盒在点火燃烧过程中端盖的破裂形态对药粒散布特性的影响,基于CFD-DEM方法,建立三维非稳态气固两相流模型,对模块药盒端盖不同破孔方式下发射药粒的堆积分布进行了数值模拟。模拟结果表明,药室内药粒的最终堆积分布均依... 为了探究模块药盒在点火燃烧过程中端盖的破裂形态对药粒散布特性的影响,基于CFD-DEM方法,建立三维非稳态气固两相流模型,对模块药盒端盖不同破孔方式下发射药粒的堆积分布进行了数值模拟。模拟结果表明,药室内药粒的最终堆积分布均依次呈缓坡堆积、水平堆积及陡坡堆积的组合分布,但各形态的形状特征参数不同。当初始破裂区域所对应的扇形圆心角从0°增为120°时,缓坡和水平堆积的轴向长度由269mm增至320mm,水平堆积部分的平均药粒厚度由18.1mm增至22.8mm,陡坡状药粒堆积占比由70.3%减少为65.1%。端盖下半部分区域较上半部分区域先破孔,缓坡和水平堆积长度更长且平均药粒堆积厚度更厚,陡坡状药粒堆积占比更少。端盖左右两侧先破孔,缓坡和水平堆积的轴向长度、水平堆积部分的平均药粒厚度、陡坡状药粒堆积占比均基本相同,先破孔的一侧陡坡堆积部分药粒数占比会略微低于后打开的一侧。 展开更多

关键词 单模块装药 药粒散布特性 端盖破裂 气固两相流 CFD-DEM方法

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流化进气口数量对粉末燃料供给特性的影响 被引量：1

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作者 邓哲 任冠龙 +3 位作者 沈文 蔡平 薛瑞 孙海俊 《弹箭与制导学报》 北大核心 2023年第3期115-124,共10页

粉末燃料供给特性是影响粉末发动机工作性能的关键因素之一,为探究粉末燃料的流化和输送过程,通过用户自定义函数实现运动壁面运动,构建了气体-粉末-运动壁面多作用耦合模型,基于欧拉双流体模型,开展了不同进气口数量对粉末燃料供给特... 粉末燃料供给特性是影响粉末发动机工作性能的关键因素之一,为探究粉末燃料的流化和输送过程,通过用户自定义函数实现运动壁面运动,构建了气体-粉末-运动壁面多作用耦合模型,基于欧拉双流体模型,开展了不同进气口数量对粉末燃料供给特性的数值模拟研究,并总结了动壁作用下的稠密气固两相流动规律。研究结果表明:在供粉初期,不同进气口数量下的固相流型演化过程相似,但粉末储箱上部的粉末体积分数随进气口数量增加而降低;在供粉中后期,随进气口数量的增加,粉床高度降低,粉末储箱下部的粉末体积分数增大。当进气口数量为6时,相比数量4和2时,粉末流量波动和压力波动分别降低了约7.6%和30.1%,即适当增加进气口数量,有利于提高粉末供给稳定性。 展开更多

关键词 粉末发动机 粉末供给特性 进气口 气固两相流 准二维结构 数值模拟

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催化裂化烟气轮机内不同Stokes数颗粒沉积特性数值研究 被引量：2

10

作者 潘静娜 王建军 +1 位作者 陈帅甫 徐书根 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期967-974,共8页

采用数值模拟的方法研究了烟气轮机内的催化剂颗粒沉积过程。在计算流体力学软件Fluent中,采用RNG k-ε湍流模型计算烟气轮机内气相流场。在流场模拟的基础上,应用自定义函数修正了固有的沉积模型,模拟不同Stokes数颗粒的沉积特性。模... 采用数值模拟的方法研究了烟气轮机内的催化剂颗粒沉积过程。在计算流体力学软件Fluent中,采用RNG k-ε湍流模型计算烟气轮机内气相流场。在流场模拟的基础上,应用自定义函数修正了固有的沉积模型,模拟不同Stokes数颗粒的沉积特性。模拟结果表明,小Stokes数的催化剂颗粒沉积速率较大,静叶吸力面、动叶压力面及动叶吸力面轮毂和机壳附近是颗粒沉积的主要区域;大Stokes数的催化剂颗粒沉积区域主要分布在静叶压力面和动叶压力面,分布比较均匀,但沉积速率较小。工业条件下应尽量避免小Stokes数颗粒进入烟气轮机,保障烟气轮机安全长周期运行。 展开更多

关键词 沉积特性 烟气轮机 数值模拟 气-固两相流

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固液捆绑火箭起飞喷流特性及对发射台影响研究 被引量：2

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作者 孙培杰 严立 +5 位作者 李双菲 杨眉 陆辰昱 乐贵高 张亮 张卫东 《上海航天（中英文）》 CSCD 2022年第5期58-65,共8页

为了研究固液捆绑火箭起飞阶段多簇高度欠膨胀燃气射流冲击发射台及导流装置的复杂流场图谱,基于连续介质假设,建立固液捆绑火箭发射燃气羽流含Al2O3颗粒混合物流动的欧拉离散相气-固耦合流动模型,包括燃气多组分可压缩N-S方程、Al2O3... 为了研究固液捆绑火箭起飞阶段多簇高度欠膨胀燃气射流冲击发射台及导流装置的复杂流场图谱,基于连续介质假设,建立固液捆绑火箭发射燃气羽流含Al2O3颗粒混合物流动的欧拉离散相气-固耦合流动模型,包括燃气多组分可压缩N-S方程、Al2O3颗粒流动方程、RNG k-ε湍流模型,并运用二阶Roe迎风差分格式求解控制方程的对流通量,二阶中心差分计算耗散项。在流动计算结果基础上,建立高温燃气射流的热辐射方程,采用离散坐标法(DOM)计算多簇燃气射流热辐射的影响,通过数值模拟得到火箭起飞时高度和漂移量对发射台和箭体底部底部燃气射流流动及热流密度的影响。所得结果可为发射台和箭体底部防热设计提供一定的参考依据。为了验证欧拉离散相模型及其数值方法的有效性,以固体推进剂标准发动机羽流热环境实验为对象,将数值模拟结果与实验数据进行了对比,发现两者的温度和热流密度相对误差分别为2.2%和3.7%,由此可见本文的方法具有良好的数值精度。 展开更多

关键词 多喷管火箭 喷流特性 气固两相流 冲击流场 数值模拟

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机械加工车间粉尘污染特性数值模拟研究 被引量：2

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作者 张伟博 《环境科学与管理》 CAS 2019年第6期48-52,共5页

为有效解决常规粉尘数值模拟时出现的粉尘浓度预测不准确的问题,设计了一种基于CFD离散技术的粉尘污染特性数值模拟模型。根据机械加工车间的实际污染环境,确定模型的边界条件及粉尘颗粒源参数,依据气固两相流理论,对粉尘扩散数值进行计... 为有效解决常规粉尘数值模拟时出现的粉尘浓度预测不准确的问题,设计了一种基于CFD离散技术的粉尘污染特性数值模拟模型。根据机械加工车间的实际污染环境,确定模型的边界条件及粉尘颗粒源参数,依据气固两相流理论,对粉尘扩散数值进行计算,实现粉尘污染特性的模拟。利用数值模拟与现场测试相结合的方式分析了车间内粉尘的运动规律及浓度分布特征,并通过实例论证分析的方式验证了该模型的有效性,结果表明:该模拟的粉尘浓度数值与现场实测数据基本接近,较常规模型的数值模拟准确率高27.31%,具备实际推广意义,能够为车间控尘技术提供参考。 展开更多

关键词 数值模拟 粉尘污染特性 粉尘颗粒源 气固两相流理论 CFD离散技术

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介质温度对密封润滑膜颗粒沉积特性及性能影响 被引量：5

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作者 陈汇龙 侯婉 +4 位作者 桂铠 周涛 韩婷 陆俊成 赵斌娟 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期1105-1110,共6页

在考虑水的饱和蒸汽压力与温度的关系、黏温效应以及牛顿流体内摩擦效应基础上,建立了涉及润滑膜温度的上游泵送机械密封微间隙气液固多相流动计算模型,采用Fluent中Mixture模型和DPM模型进行了数值模拟,研究了介质温度对密封润滑膜固... 在考虑水的饱和蒸汽压力与温度的关系、黏温效应以及牛顿流体内摩擦效应基础上,建立了涉及润滑膜温度的上游泵送机械密封微间隙气液固多相流动计算模型,采用Fluent中Mixture模型和DPM模型进行了数值模拟,研究了介质温度对密封润滑膜固体颗粒运动、沉积分布、沉积率及密封性能的影响规律.研究表明:介质温度升高,外槽根高压区压力减小,吸入颗粒数量增多且进入槽区的颗粒更易向外槽根和坝区运动,进入膜区的颗粒多数在较大离心力和压力梯度力的作用下从外径侧逃逸,颗粒沉积区域向外槽根收缩,沉积率降低,转速较低时颗粒易在外槽根附近槽区沉积且介质温度越低,沉积区域越向内槽根拓展,转速较高时则易在外槽根及坝区沉积;润滑膜开启力和摩擦扭矩随介质温度升高而减小,摩擦扭矩随转速升高而增大且对介质温度更敏感,泄漏量随介质温度的升高而向正泄漏方向移动. 展开更多

关键词 上游泵送机械密封 介质温度 固体颗粒 沉积特性 气液固流动 密封性能

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