本文關鍵詞：垂直螺旋輸送機內氣固兩相流動特性的數值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著港口經濟的日益發(fā)展,港口物流量也逐年增加。在眾多的港口輸運機械中,螺旋卸船機憑借其環(huán)保、高效、經濟等特點受到人們的重視。但是對其生產設計的核心技術依然由國外掌握,為降低成本,國內也開始著手研究,并旨在提升此卸船機的輸送效率。而垂直螺旋輸送機的輸送效率在整個螺旋卸船機的輸送過程中占有相當重要的位置。過往的設計理論都只是研究物料的特性以及物料與螺旋葉片的相互作用�，F有的氣固兩相流動理論指出,氣體對顆粒的運動有著較大的影響,而垂直螺旋輸送機常用來輸送粉末狀物料,考慮及此,將氣固兩相流理論引入垂直螺旋輸送機的輸送機理,并用Fluent對其進行計算機仿真實驗。首先應用滑移網格模擬輸送機中螺旋葉片的旋轉,對輸送機中的氣相流場進行數值模擬,得出輸送機中氣體流速和壓強的分布。其中氣體的軸向速度和切向速度較大,有助于物料的輸送;在開始階段,輸送機內部壓強低于大氣壓強可以加速進料;氣流在輸送機內部形成渦旋,壓強為負壓,可以加速物料的提升速度。其次應用歐拉模型模擬輸送機內的氣固兩相流動,研究物料粒徑、密度、填充率和螺旋轉速對物料的提升速度和分布濃度的影響。在考慮氣體的前提下,物料粒徑對輸送效率的影響更為重要,粒徑越小,物料在氣體中的分布越均勻,物料與氣流間的相互作用越小,物料的垂直提升速度越高;螺旋轉速次之,螺旋轉速越高也會使物料在氣體中的分布更均勻,物料的垂直提升速度增高;相反,對于小粒徑物料而言,物料填充率越大,物料的提升速度反而越小;物料密度對物料的濃度與提升速度并無過多影響。本研究為垂直螺旋輸送機的結構設計和適用范圍以及系列化設計提供一定依據。
【關鍵詞】：螺旋卸船機 垂直螺旋輸送機 氣固兩相流 滑移網格 歐拉模型
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH224
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題研究的背景10-11
• 1.2 螺旋卸船機的結構、發(fā)展及應用11-13
• 1.2.1 螺旋卸船機的結構11-12
• 1.2.2 螺旋卸船機的國內外發(fā)展12
• 1.2.3 螺旋卸船機的應用12-13
• 1.3 垂直螺旋輸送機的結構、現狀和發(fā)展前景13-15
• 1.3.1 垂直螺旋輸送機的結構13-14
• 1.3.2 垂直螺旋輸送機的國內外發(fā)展現狀14
• 1.3.3 垂直螺旋輸送機的發(fā)展前景14-15
• 1.4 垂直螺旋輸送機現有輸送機理15-17
• 1.4.1 單質點法15-16
• 1.4.2 流體力學法16
• 1.4.3 物料群法16
• 1.4.4 散體力學法16-17
• 1.5 課題研究的意義和本文的主要工作17-19
• 1.5.1 課題研究的意義17-18
• 1.5.2 本文的主要工作18-19
• 第二章 垂直螺旋輸送機內流場數值求解的基本理論19-34
• 2.1 單相流場數值模擬方法綜述19-20
• 2.1.1 直接數值模擬方法（DNS）20
• 2.1.2 非直接數值模擬方法20
• 2.2 氣相場數值模擬基本理論20-23
• 2.2.1 流體動力學控制方程20-21
• 2.2.2 湍流問題中的流體動力學控制方程21
• 2.2.3 湍流問題中的Realizable k-ε 模型21-22
• 2.2.4 湍流問題中近壁面的處理22-23
• 2.3 氣固兩相流數值模擬方法綜述23-27
• 2.3.1 離散相數值模擬方法概述25-27
• 2.4 氣固兩相流數值模擬基本理論27-33
• 2.4.1 氣固兩相流動中顆粒受力分析27-28
• 2.4.2 氣固兩相流動力學方程28-31
• 2.4.3 氣固兩相流動中的湍流模型31-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第三章 垂直螺旋輸送機內氣相場的數值求解34-52
• 3.1 CFD數值模擬軟件FLUENT簡介34
• 3.2 Fluent求解過程34-41
• 3.2.1 幾何建模35-36
• 3.2.2 網格劃分36-39
• 3.2.3 設置求解參數39-41
• 3.3 氣相流場的模擬結果與分析41-50
• 3.3.1 流場速度分布研究41-46
• 3.3.2 流場壓力分布研究46-49
• 3.3.3 不同轉速對流場速度、壓強分布的影響49-50
• 3.4 本章小結50-52
• 第四章 垂直螺旋輸送機氣固兩相流的數值模擬52-74
• 4.1Fluent模擬氣固兩相流的參數設置52-57
• 4.1.1Fluent中的多相流模型52-53
• 4.1.2 多相流模型的選擇53-55
• 4.1.3 顆粒相和邊界條件的設置55-57
• 4.2 數值仿真方法的正確性驗證57-59
• 4.3 物料粒度對物料垂直提升速度的影響59-61
• 4.4 物料密度對物料垂直提升速度的影響61-63
• 4.5 螺旋轉速對物料垂直提升速度的影響63-65
• 4.6 物料填充率對物料垂直提升速度的影響65-66
• 4.7 物料粒度對物料濃度分布的影響66-68
• 4.8 物料密度對物料濃度分布的影響68-69
• 4.9 螺旋轉速對物料濃度分布的影響69-71
• 4.10物料填充率對物料濃度分布的影響71-72
• 4.11本章小結72-74
• 第五章 總結與展望74-76
• 5.1 總結74
• 5.2 展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-81
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄81-82

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本文編號：275513