大颗粒固液两相流碰撞反弹规律及磨损特性研究

发布时间：2018-05-20 02:10

  本文选题：碰撞反弹模型 + 大颗粒固液两相流　； 参考：《浙江理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：目前对于固液两相流的研究主要采用实验和数值计算两种方法,但针对大颗粒固液两相流动的研究较少,对其进行数值模拟时缺少较为适合的碰撞反弹模型,因此存在较大的计算误差。本文先针对大颗粒固液两相流进行实验研究,得出适用于大颗粒固液两相流数值计算的碰撞反弹模型,对颗粒和壁面的碰撞反弹进行修正。再应用DPM模型对方形弯管进行固液两相流数值计算,分析各个因素对弯管磨损规律的影响,并对弯管结构进行改进,减小磨损,延长管件使用寿命。以下为主要研究内容:(1)搭建粘性介质中颗粒与壁面的碰撞反弹试验台,研究干表面和浸没表面下不同粒径的颗粒与不同材料壁面的碰撞反弹规律,得出当颗粒粒径较大时(3mm-7mm),颗粒与壁面碰撞反弹恢复系数与颗粒粒径无关,与介质、碰撞角度、壁面材料及碰撞速度有关。分析了不同碰撞条件下表面摩擦系数的变化规律。最后总结得出适用于大颗粒固液两相流的碰撞反弹模型。(2)通过固液两相流弯管的可视化实验,获取颗粒在弯管中的运动轨迹图,与采用颗粒碰撞反弹实验获得的碰撞反弹模型数值计算得到颗粒轨迹图进行对比,证实目前较常用的两相流碰撞反弹模型并不适用于大颗粒固液两相流数值模拟。实验获取的碰撞反弹模型具有较高的准确性。(3)对进口边长为80mm方形弯管利用SolidWorks进行三维建模。然后采用workbench进行网格划分。最后利用CFD软件Fluent,采用颗粒碰撞试验获取的碰撞反弹模型及合适的磨损模型对弯管进行数值计算,分析粒径、流速、颗粒质量流量、重力方向、颗粒密度、颗粒斯托克斯数等因素对弯管磨损规律的影响,得出一系列能预防和预测弯管冲蚀磨损失效的规律。(4)对弯管结构进行改进,通过在弯管段两侧加侧挡板和在弯管段外侧壁面加横向挡板的方法,有效解决了二次涡对磨损分布不均匀的影响,降低了弯管的最大磨损速率和平均磨损速率。但横向挡板会造成一定的压力损失,且速度越大造成的压力损失越大。
[Abstract]:In this paper , the influence of particle size , flow velocity , particle mass flow , gravity direction , particle density and particle Stokes number on the wear law of the pipe is analyzed . The effect of the particle size , flow velocity , particle mass flow , gravity direction , particle density and particle Stokes number is analyzed .
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O359

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭雪宝;;高浓度固液两相流压力测量[J];实验力学;1990年04期

2 倪晋仁,王光谦;高浓度恒定固液两相流运动机理探析:Ⅰ.理论[J];水利学报;2000年05期

3 倪晋仁,王光谦;高浓度恒定固液两相流运动机理探析:Ⅱ.应用[J];水利学报;2000年05期

4 宋玲;;固液两相流泵的研究现状分析[J];科技资讯;2010年07期

5 刘宜;乔金宇;;固液两相流综合试验台管路设计[J];甘肃科学学报;2012年03期

6 刘希圣;朱国新;丁岗;;固液两相流中固相速度的测量方法及装置[J];实验技术与管理;1988年01期

7 陆力;固液两相流体中的空泡振荡计算[J];水科学进展;1991年03期

8 夏广岚;姜永梅;于峰;姚嘉;卢伟;;固液两相流泵的关键技术分析[J];黑龙江科技信息;2010年20期

9 刘佑华,程良骏;固液两相流中水轮机基本方程式及相似准则[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年03期

10 刘佑华,程良骏;水力机械中固液两相流研究——水力机械中固液两相流基本方程组[J];水动力学研究与进展(A辑);1993年03期

相关会议论文 前3条

1 尹树孟;陈国明;周昌静;陈永超;;圆锥圆盘泵固液两相流动及泵外特性数值分析[A];2011年石油装备学术研讨会论文专辑[C];2011年

2 王开继;李昌烽;;细颗粒泥沙对离心泵工作特性影响的数值研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

3 赵璐;陈少峰;张海华;季越红;张宁;;新型防泥沙装置固液两相流数值模拟研究[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——C计算流体力学[C];2014年

相关博士学位论文 前2条

1 薛万云;固液两相流运动机理研究及两相流模型在工程中的应用[D];武汉大学;2014年

2 李f3;离心泵内部固液两相流动数值模拟与磨损特性研究[D];浙江理工大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 邱耀德;固体颗粒水力输送中CTAB的减阻实验研究[D];湖南工业大学;2015年

2 孟琦;蒸汽吞吐后水平井筒内固液两相流动规律研究[D];东北石油大学;2015年

3 夏密;离心泵输送大颗粒时固液两相流场的数值计算[D];浙江理工大学;2016年

4 丁荣;双叶片泵内固液两相流数值计算与试验测试[D];江苏大学;2016年

5 陈有斌;固相颗粒在旋流场作用下的运移动力学特性研究[D];东北石油大学;2016年

6 肖春艳;长短叶片离心泵内固液两相流场三维数值模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2015年

7 金钊;离心式固液两相流泵叶轮的振动特性分析[D];辽宁工程技术大学;2014年

8 季浪宇;大颗粒固液两相流碰撞反弹规律及磨损特性研究[D];浙江理工大学;2017年

9 樊晓芳;固液两相流离心泵的设计与性能研究[D];华北电力大学（北京）;2006年

10 秦武;固液两相流离心泵内部流场的数值模拟研究[D];长沙理工大学;2009年

，

本文编号：1912716