不同濃度下閘閥氣固兩相流致模擬數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、氣固兩相流在近幾十年的工業(yè)高速發(fā)展中起到了一個極為重要的作用，在很多的工業(yè)領(lǐng)域中是不可缺少的環(huán)節(jié)。而閥門作為氣力輸送管道中的最重要的控制部件之一，在工業(yè)領(lǐng)域中，閘閥作為氣力輸送系統(tǒng)的開關(guān)，需要頻繁啟閉。由于閘板的節(jié)流作用，流通面積和流動方向發(fā)生突變，氣相與顆粒相之間的相互作用在突變壓力及流道的耦合作用下發(fā)生急劇變化，甚者在輸送過程中，顆粒堆積在閥門凹槽低流動區(qū)域，造成閥門的運轉(zhuǎn)性能降低，降低閥門使用壽命，嚴(yán)重時會造成閥門無法正常工作，進

2、一步影響到整個輸送系統(tǒng)。因此，本文通過數(shù)值模擬和實驗研究的方法，主要研究了稀相氣力輸送中閘閥內(nèi)部顆粒流動特性及主要壁面的磨損分布，為提高閘閥運行性能、優(yōu)化閘閥總體結(jié)構(gòu)，提高閘閥耐久性提供了理論支撐。主要內(nèi)容如下:
　　(1)稀相氣固兩相流致磨損研究。針對閘閥稀相氣固兩相流致磨損研究，建立了相對應(yīng)的CFD-DEM數(shù)值模擬方法，顆粒碰撞反彈模型和磨損模型，基于剪切應(yīng)力傳輸(SST)湍流模型，研究了在稀相氣固兩相流中閥門開度、氣體進口速

3、度以及顆粒粒徑對顆粒流動特性和閘閥主要壁面磨損分布的影響。并通過相對應(yīng)的實驗分析，驗證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:閥門開度的變小、氣體進口速度的增大以及顆粒粒徑的減小會使得顆粒從氣體獲得的速度增大，對主要壁面的磨損值也在逐漸增大，且最大磨損值均發(fā)生在壁面靠近流道處。
　　(2)局部濃相氣固兩相流致磨損研究。針對閘閥局部濃相氣固兩相流致磨損研究，建立了相對應(yīng)的實驗系統(tǒng)。利用高速攝影儀、激光位移傳感器和超景深顯微鏡研究了閘閥在局部濃