二维通道中颗粒物质流动行为研究

发布时间：2021-10-06 21:32

　　稠密颗粒流广泛存在于煤气化原料的前处理等工业过程中,其研究结果对优化工艺、稳定生产、提高效益具有重要的科学意义和参考价值。本文主要采用可视化方法对二维通道中的颗粒物质流动进行了深入的研究,揭示了颗粒流的运动特性,并建立了颗粒流黏度模型和颗粒渗透阻力模型,基于此提出了一种混合颗粒的分离方法。主要结论如下:1.对球形颗粒在二维通道中的流动行为进行了研究。通过将颗粒速度为表面速度的1%时所在位置定为流动层底部边界,发现流动层内颗粒运动可以统一用速度分布u=us（1-y/δ）2进行描述。根据颗粒流的运动特性建立了颗粒流的剪切变稀黏度模型,并利用FT4粉体流变仪测试结果对模型进行了验证。模型表明,表观黏度不是颗粒流的物性参数,而是流动参数的函数:2.利用非球形颗粒在二维通道中的流动参数对其流动性进行表征。研究发现颗粒流坡度和表面速度均随着颗粒流体积流量的增加而增加,且在相同体积流量下,颗粒流的坡度和表面速度与流动性成负相关。颗粒流高度与厚度的比值h/δ是与流量无关的特性参数,且与颗粒流动性成负相关。sinθ/Γ为与材料及形状等无关的颗粒流常数,其值约为2.59×10^-3s。... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

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华东理工大学博士学位论文??赢??图２．１颗粒物质休止角久示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｎｇｌｅ?ｏｆ?ｒｅｐｏｓｅ?６Ｘ??２．２．２可压缩性??在操作单元中颗粒物质通常处于松动堆积状态，即处于轻微可压状态。当对处于松??动堆积状态的颗粒物质进行压缩时，其堆积体积将减小，颗粒间的空隙也在不断减小。??因此粉体的压缩性通常用粉体的松动堆积状态和紧密堆积状态来表征。Ｃａｒｒ［ｌ６＾＃压缩性??Ｃ定义为??Ｃ?＝?１００?１－＾１?（２－１）??＾?ＰＢ．Ｔ?ｙ??其中Ｐｋ和分别为松动堆积密度和紧密堆积密度。因此颗粒物质的Ｈａｕｓｎｅｒ比值／／ｉ？??可表示为??ＨＲ＝—?（２－２）??Ｐｂ．ａ??Ｈａｕｓｎｅｒ比值与可压缩性的关系可表示为??（?１、??Ｃ?＝?１００?１??（２－３）??Ｉ?ＨＲ）??／／ｉ？通常被用来表征粉体的流动性，如表２．１所示。??表２．１颗粒物质和流动性的关系??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｒｅｌａｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＨＲ?ａｎｄ?ｆｌｏｗａｂｉｌｉｔｙ??流动性良好?流动性好?流动性差?不流动???不团聚?轻微团聚性?强团聚性?极强团聚性??Ｈａｕｓｎｅｒ?比值?＜１＿２?１．２－１．４?１．４？２．０?＞２．０??可压缩性?＜１５％?１５％?？３０％?３０％?？５０％?＞５０％??２．２．３基本流动能??基本流动能五为使用Ｆｒｅｅｍａｎ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司生产的ＦＴ４粉体流变仪对颗粒进行剪??切测试所获得的一个表征流动阻力的参数。其定义如下：在容器中装入一定量的颗粒物??质

图２．３筒仓内颗粒压力分布??Ｆｉｇ．?２．３?Ｔｈｅ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｉｌｏ??同理，料斗内压力可按Ｊａｎｓｓｅｎ法进行推导，如图２．４所示，其压力分布为??（ｆ）Ｈ?（２－８）??ａＴ?－１?［＿?ｈｊ??式中?ａＴ?＝—ｃｏｓ２?＋ｓｉｎ２?０Ｔ）?〇??Ｘａｘｕｐｊ??〇?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｐｘ／Ｐｂ??（ａ）?（ｂ）??图２．４料仓内压力分布??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｅ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｈｏｐｐｅｒ??Ｐａｃｈｅｃｏ－Ｍａｒｔｉｎｅｚ等［２１］发现通过对料仓施加一定频率及幅度的横向振动，可消除??Ｊａｎｓｓｅｎ效应。添加横向振动后，颗粒在其平衡位置附近做微小运动，由于没有施加竖??直方向的振动，颗粒在竖直方向不发生对流，故此时料仓中的颗粒堆处于流体静力学状??

【参考文献】：
博士论文
[1]煤粉在通气料仓中的下料及其影响因素研究[D]. 陆海峰.华东理工大学 2012



本文编号：3420781