本文關鍵詞：粘性液體和稠密顆粒射流撞壁過程的實驗研究與數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以氣化爐煤氣化技術為背景,對粘性液體和稠密顆粒射流撞壁過程進行了研究。首先采用高速攝像儀和圖像處理軟件對粘性液體撞壁液膜進行了研究,揭示了液體粘性、射流速度和壁面直徑等因素對液膜形態(tài)及表面波紋的影響規(guī)律。在此基礎上,對稠密顆粒射流撞壁過程進行了實驗研究,并應用離散元模擬軟件對稠密顆粒撞壁流進行了數(shù)值模擬,重點研究了射流速度、顆粒粒徑、射流直徑和固含率等因素對顆粒膜形態(tài)及表面波紋的影響規(guī)律,揭示了稠密顆粒射流類流體特征及產生原因。主要內容包括：(1)研究了粘性液體撞壁流液膜形態(tài)及表面波紋的產生和傳播過程。結果表明：撞壁液膜形態(tài)受液體粘性和壁面直徑的影響較大,液體粘度的增加使得撞壁液膜的尺寸增大；隨著壁面直徑的增大,撞壁液膜由“水鐘”(water bell)形態(tài)轉變?yōu)椤八S”(hydraulic jump)形態(tài)。當液體射流韋伯數(shù)(We)大于1000時,撞壁液膜表面出現(xiàn)波紋結構,反軸對稱表面波紋對液膜破裂有明顯的促進作用,沿徑向方向表面波紋存在波的疊加現(xiàn)象。(2)研究了稠密顆粒撞壁流形態(tài)及顆粒膜表面波紋的產生和傳播過程。結果表明：當顆粒粒徑較小時,稠密顆粒撞壁流呈現(xiàn)出類似液體撞壁的顆粒膜形態(tài)；隨著顆粒粒徑的增大,稠密顆粒射流的固含率逐漸降低,顆粒與氣體相互作用逐漸增強,顆粒的反彈現(xiàn)象更加劇烈,呈現(xiàn)出散射模式。此外,稠密顆粒撞壁流顆粒膜表面出現(xiàn)明顯的波紋結構,顆粒膜表面波紋的疊加現(xiàn)象較液膜表面波紋更為顯著,顆粒射流流量脈動是稠密顆粒撞壁流表面波紋產生的主要因素。(3)采用離散元軟件對稠密顆粒射流撞壁過程進行了數(shù)值模擬。結果表明：不同射流速度和粒徑下顆粒膜擴展角及顆粒運動速度的模擬結果和實驗結果吻合良好,模擬結果很好的解釋了稠密顆粒撞壁流顆粒膜和散射模式實驗現(xiàn)象。通過統(tǒng)計計算域內顆粒位置分布、速度分布和能量分布,發(fā)現(xiàn)固含率越高,顆粒反彈概率越低,顆粒速度和能量越均一,從而越容易呈現(xiàn)出顆粒膜的運動形態(tài)。
【關鍵詞】：粘性液體射流 稠密顆粒射流 撞壁流 類流體 離散元模擬
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ546;TQ021
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 主要符號說明11-13
• 第一章 前言13-15
• 1.1 研究背景13
• 1.2 研究內容13-15
• 第二章 文獻綜述15-30
• 2.1 撞壁流概述15
• 2.2 液體撞壁流研究進展15-21
• 2.2.1 撞壁液膜形態(tài)特征15-17
• 2.2.2 撞壁液膜振蕩特征17-18
• 2.2.3 撞壁流影響因素18-21
• 2.3 稠密顆粒撞壁流研究進展21-24
• 2.3.1 稠密顆粒撞壁流運動特征21-23
• 2.3.2 稠密顆粒撞壁流顆粒跳躍運動特征23-24
• 2.4 離散元方法及EDEM軟件24-30
• 2.4.1 離散元方法簡介24-25
• 2.4.2 EDEM軟件介紹和求解過程25-28
• 2.4.3 離散單元法在稠密顆粒撞壁流的應用進展28-30
• 第三章 粘性液體撞壁流的形態(tài)及運動特征30-42
• 3.1 實驗裝置和方法30-32
• 3.1.1 實驗裝置及流程30-31
• 3.1.2 液體撞壁流示意圖31-32
• 3.2 液體撞壁流的運動特征32-38
• 3.2.1 水射流撞壁液膜形態(tài)32
• 3.2.2 粘度對液體撞壁流運動特征的影響32-35
• 3.2.3 壁面直徑對液體撞壁流液膜的影響35-38
• 3.3 撞壁液膜表面波紋38-41
• 3.3.1 撞壁液膜表面波紋的傳播特征38-40
• 3.3.2 表面波紋傳播過程對撞壁液膜的影響40-41
• 3.4 本章小結41-42
• 第四章 稠密顆粒撞壁流的形態(tài)及運動特征42-52
• 4.1 實驗裝置和方法42-44
• 4.1.1 實驗裝置及流程42
• 4.1.2 稠密顆粒撞壁流示意圖42-43
• 4.1.3 速度測量方法43-44
• 4.2 稠密顆粒撞壁流的運動特征44-46
• 4.2.1 射流速度對稠密顆粒撞壁流的影響44
• 4.2.2 顆粒粒徑對稠密顆粒撞壁流的影響44-46
• 4.3 稠密顆粒撞壁流特征分析46-47
• 4.3.1 顆粒膜擴展角46
• 4.3.2 稠密顆粒撞壁流徑向速度分布46-47
• 4.4 顆粒撞壁流表面波紋47-51
• 4.4.1 顆粒撞壁流表面波紋可視化研究47-48
• 4.4.2 表面波紋特征及影響因素分析48-51
• 4.5 本章小結51-52
• 第五章 稠密顆粒撞壁流特征EDEM模擬52-64
• 5.1 模擬參數(shù)設定52-54
• 5.1.1 模擬顆粒材料及顆粒的物理屬性52
• 5.1.2 定義模型的運動學特性52-53
• 5.1.3 模擬參數(shù)設置53-54
• 5.2 實驗與模擬結果的對比分析54-56
• 5.3 稠密顆粒射流撞壁過程的模擬分析56-63
• 5.3.1 D_(jet)/D_(par)對稠密顆粒撞壁流的影響57-58
• 5.3.2 固含率對顆粒撞壁流運動特征的影響58-61
• 5.3.3 稠密顆粒射流撞壁過程的速度及能量分析61-63
• 5.4 本章小結63-64
• 第六章 全文結論與展望64-66
• 6.1 全文結論64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表和投稿論文71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 趙偉;陸海峰;郭曉鐳;龔欣;;CPFD在細顆粒料倉下料中的應用[J];化工學報;2015年02期

2 黃國峰;李偉鋒;屠功毅;王輔臣;;對置液柱撞擊液膜破裂特征[J];化工學報;2014年10期

3 呂慧;李偉鋒;許建良;劉海峰;;稠密氣固兩相旋轉射流在氣源擾動作用下的流動特征[J];化工學報;2012年02期

  本文關鍵詞：粘性液體和稠密顆粒射流撞壁過程的實驗研究與數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：353171