考虑静电影响的垂直管道颗粒流截面流量研究

发布时间：2021-04-24 14:07

　　颗粒物质的输送是工业生产中的重要环节之一,管道输运是颗粒物质的主要输运方式。颗粒在管道输送过程中,由于与输运管道壁面以及其他颗粒发生碰撞、摩擦,使得颗粒带上一定程度的电荷,颗粒在运动过程中受到静电力的作用,从而影响颗粒速度及运动轨迹,可能会影响管道输运效率。尽管人们已经注意到了管道颗粒流中的静电现象,而且已经发明了通过管道静电变化监测管道中颗粒流动速率的技术,但是考虑管道颗粒流静电产生、累积乃至对管道流影响的研究甚少。本论文围绕垂直管道中颗粒碰撞带电产生、累计以及对管道颗粒流流量的影响展开了研究。主要研究内容与研究结果如下:首先,本论文采用离散元软件EDEM模拟颗粒在管道中的运动,结合颗粒碰撞带电模型,通过计算两球、球-板单次碰撞带电量,并与已有实验结果对比发现EDEM可以用来模拟垂直管道中颗粒带电且数值结果与实验结果接近。模拟结果表明颗粒粒径越大、碰撞速度越大,球或板带电量越大。特别地,两球碰撞过程中当两球粒径比在0.6时,球的带电量达到最大。验证了植入EDEM内程序代码的可靠性。然后,基于上述碰撞带电量模型以及EDEM软件,模拟了垂直管道颗粒流,研究了颗粒在输运过程中的电量累积,同... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 管道流中颗粒带电量研究
        1.2.2 管道颗粒流流动特性研究
        1.2.3 管道颗粒流流量研究
    1.3 本文研究内容及其安排
第二章 基于离散元方法的颗粒带电量数值模拟
    2.1 离散元法（DEM）
        2.1.1 离散元颗粒接触理论
        2.1.2 离散元颗粒运动模型
    2.2 球-球/板单次碰撞带电量计算
        2.2.1 两球单次碰撞带电量数值模拟
        2.2.2 球-板单次碰撞带电数值模拟
    2.3 颗粒多次碰撞带电量模拟
        2.3.1 只包含正碰撞的球-球/板多次碰撞带电模型
        2.3.2 同时包含正、斜碰撞的球-球/板多次碰撞带电模型
        2.3.3 追踪颗粒系统中单个颗粒带电量
    2.4 本章小结
第三章 垂直管道流流量的数值模拟
    3.1 管道截面流量的计算方法
    3.2 考虑颗粒带电对截面流量的影响
        3.2.1 颗粒间静电力计算处理方法
        3.2.2 计算结果
    3.3 带电情况下影响管道截面流量的主要影响因素
        3.3.1 管径、管长的影响
        3.3.2 粒径分布及粒径大小的影响
        3.3.3 加载速率的影响
        3.3.4 材料属性对截面流量的影响
    3.4 本章小结
第四章 垂直管道截面流量的实验研究
    4.1 实验装置及仪器
    4.2 实验方案
    4.3 实验过程与注意事项
    4.4 实验结果及数据分析
        4.4.1 电量测量
        4.4.2 流量测量
    4.5 本章小结
第五章 结束语
    5.1 主要结论
    5.2 研究中的不足与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]食品粉末颗粒间的相互作用及结块行为的研究进展[J]. 李延华,王伟军,郭亮,邵志鹏,张婷婷.  中国粮油学报. 2019(03)
[2]颗粒物质混合行为的离散单元法研究[J]. 戚华彪,周光正,于福海,葛蔚,李静海.  化学进展. 2015(01)
[3]颗粒速度在颗粒流稀疏流-密集流转变中的作用[J]. 黄德财,孙刚,厚美瑛,陆坤权.  物理学报. 2006(09)

博士论文
[1]气固两相流动参数静电与电容融合测量方法研究[D]. 李健.东南大学 2016

硕士论文
[1]同种材料颗粒碰撞电MOSIAC模型及数值模拟[D]. 李桂宣.兰州大学 2013
[2]X射线法三相流测量技术研究[D]. 孙亮亮.西安石油大学 2012
[3]气固两相流静电相关流速测量研究[D]. 李良.天津大学 2008



本文编号：3157498