扭曲管內(nèi)流態(tài)化粒子對(duì)壁面的磨蝕及碰撞動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、應(yīng)用液固兩相流技術(shù)是換熱設(shè)備除防垢與強(qiáng)化傳熱的重要手段，應(yīng)用換熱扭曲管誘導(dǎo)流態(tài)化粒子是液固兩相流技術(shù)的重要組成部分，粒子相對(duì)壁面污垢的去除與其碰撞磨蝕特性密切相關(guān)，粒子對(duì)管壁污垢的去除實(shí)際上就是粒子對(duì)管壁面的碰撞磨蝕作用，分析液固兩相流的換熱扭曲管內(nèi)固相顆粒對(duì)壁面的磨蝕問(wèn)題是有必要的，本文從粒子對(duì)壁面碰撞磨蝕的角度做了以下工作：
　　采用 Fluent軟件對(duì)扭曲管內(nèi)流態(tài)化粒子于壁面的碰撞磨蝕進(jìn)行模擬，作五因素（流體流速、扭曲管橢圓

2、度、扭曲管導(dǎo)程、粒子粒徑、粒子濃度）、二水平操作參數(shù)的正交分析，獲得不同操作參數(shù)下扭曲管內(nèi)流態(tài)化粒子對(duì)管壁的平均磨蝕率以及對(duì)平均磨蝕率大小影響的主次因素。
　　針對(duì)扭曲管內(nèi)螺旋流誘導(dǎo)的流態(tài)化粒子對(duì)其管壁碰撞磨蝕的面磨蝕不均勻性，對(duì)五因素二水平的操作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得流態(tài)化粒子對(duì)管壁面磨蝕均勻性較好的操作參數(shù)，以避免粒子相除垢盲區(qū)。模擬結(jié)果表明：在給定的操作參數(shù)范圍內(nèi)有兩組操作參數(shù)（I、II）使得粒子對(duì)壁面的面磨蝕均勻性較好，其平均

3、磨蝕率不低，優(yōu)化的面磨蝕均勻性較好的兩組操作參數(shù)其粒子于扭曲管迎流面、背流面的磨蝕率差值縮小，但不可避免的是粒子對(duì)扭曲管入口直管段以及過(guò)渡段的碰撞磨蝕率很小。
　　通過(guò)EDEM與Fluent耦合方法對(duì)扭曲管內(nèi)流態(tài)化粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，獲得與粒子碰撞相關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，從細(xì)觀尺度上獲得扭曲管內(nèi)流態(tài)化粒子對(duì)壁面的平均磨蝕率以及面磨蝕均勻性的力學(xué)解釋，粒子對(duì)壁面的碰撞力大從而平均磨蝕率大，粒子對(duì)壁面的碰撞概率高從而面磨蝕均勻性好。