基于CFD-DEM的膨胀石墨气固两相流动特性研究

发布时间：2021-09-24 05:17

　　膨胀石墨凭借优异的吸油性能,在处理海上溢油事故领域已经进入到了工程应用阶段,以膨胀石墨为吸油材料研发海洋溢油清理设备成为新的技术需求。目前,运用气力吸送的方式实现了对膨胀石墨在各个设备间的输送,但是,由于膨胀石墨不同于传统的气力输送物料,属于超轻质颗粒,具有其独特的气力特性,在对其气力输送系统的管路设计和输送参数设置方面,还没有针对性的参考数据和经验,这导致管路中出现物料断续不均,颗粒破碎、挤压严重,甚至堵管,难以保证高效输送,影响设备可靠应用,因此,有必要展开膨胀石墨气力输送的基础性研究,为其气力输送的管路设计和参数设置提供理论支持。首先,本文对输送问题的影响因素进行了分析,确定了膨胀石墨高效输送的评价指标,对粒料输送机理进行分析,确定了CFD-DEM模型中考虑的膨胀石墨颗粒受力,并对输送管路进行了初步设计。然后,通过实测和模拟标定的方法对膨胀石墨物性参数进行了确定,并建立了研究膨胀石墨气力输送气固两相流动的CFD-DEM硬球模型。随后,根据气力输送实验研究和模型验证需求,设计了定量连续送料装置和惯性气固分离料仓原理机,搭建了实验平台,进行了输送气速影响实验和CFD-DEM硬球模型的... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：140 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

膨胀石墨宏观形态

图 1-3 膨胀石墨宏观形态 图 1-4 膨胀石墨微观形态膨胀石墨具有高导电导热、耐高温、耐腐蚀、摩擦系数低、自润滑性好、吸附性能好等优良特性，在各个工业领域，被广泛用作密封材料、环保吸防燃材料、生物医学材料、军工材料等[8]。近年来，随着人类船舶运输业和的蓬勃发展，海上溢油事件频发，给环境带来严重危害，膨胀石墨凭借表吸附力强、亲油疏水性以及 70-80 倍的吸油倍率，被众多研究者认为是油[9-12]

图 1-6 吸油毯箱一体式海洋溢油应急清理成套设备进行海上油污处理微波加热膨化后形成膨胀石墨，并直接投放至集料箱，直接投放的吸油毯，就必须将膨胀石墨颗粒从集料箱输，在海上风浪较大的工况下，气力输送管道的密封优势中海上气流对物料输送的干扰，所以相较其它输送方案中的气力输送系统包括：集料箱、膨胀石墨输料管、储。其中，真空发生器需要的压缩空气由空气泵提供，真产生负压，在管道两端口的压差作用下，管道内产生从集料箱中的膨胀石墨颗粒就会随空气一同流向储料仓，。真空发生器为间歇式工作，每隔 5s 吸送膨胀石墨一次积流量为 0.566L/s。提出

【参考文献】：
期刊论文
[1]烟草行业负压吸送式气力输送装置(系统)的设计计算[J]. 王云强.  机械工程师. 2018(01)
[2]气力输运系统直管物料垃圾输运规律研究[J]. 杨伟,魏建民,梁静波,袁珊珊,张学民,钱华山,余芬芬.  环境卫生工程. 2017(06)
[3]大颗粒与壁面碰撞的离散单元法模拟与分析[J]. 张鹤,刘马林,黄志勇,薄涵亮.  原子能科学技术. 2017(12)
[4]气固两相流固相浓度与流速的测量及可视化[J]. 田海军,周云龙,赵晓明.  化工进展. 2017(12)
[5]管道内颗粒气力输送的研究现状与热点分析[J]. 黄芬霞,靳世平.  中国粉体技术. 2017(05)
[6]气力输送技术的综合应用与实践[J]. 张岩,张雄,罗珣.  内燃机与配件. 2017(20)
[7]CFB锅炉喷钙脱硫气力输送系统改造优化[J]. 刘庆丰.  机械工程师. 2017(10)
[8]船舶机舱含油污水用膨胀石墨/活性炭复合吸附剂试制[J]. 唐政,郑青榕,李松,廖海峰.  船舶工程. 2017(05)
[9]气力输送的应用分析及发展前景[J]. 王彦丽.  山东化工. 2017(07)
[10]基于CFD-DEM仿真耦合技术的转运站诱导风量预测研究[J]. 夏博实,廖荣福,潘仁湖,曹强利,刘志新.  中国电力. 2017 (03)

硕士论文
[1]膨胀石墨气力输送特性及实验研究[D]. 刘冬冬.燕山大学 2017
[2]膨胀石墨/活性炭用于船舶舱底水处理的研究[D]. 李松.集美大学 2016
[3]气力输送管内气固两相流动的数值模拟[D]. 祝先胜.华东理工大学 2015
[4]气力输送系统经济性能分析[D]. 李洪江.青岛科技大学 2013
[5]膨胀石墨对油类的吸附及其再生性能的研究[D]. 许霞.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3407172