炭黑在密相氣力輸送系統(tǒng)中的流動機(jī)理及數(shù)值模擬分析.pdf

1、氣力輸送是以壓縮氣體作為動力源，在密閉管道中依靠空氣或者其他惰性氣體，把散狀粒料或粉料沿著管道輸送到目的地的一種方法。由于氣力輸送過程是在密閉管道中進(jìn)行的，具有無污染、低能耗，輸送穩(wěn)定安全等優(yōu)點(diǎn)。因此，氣力輸送廣泛地應(yīng)用在各行業(yè)的散料輸送過程當(dāng)中。
　　本文綜述了氣力輸送的國內(nèi)外的發(fā)展情況，并對比總結(jié)了目前常用的氣力輸送技術(shù)及發(fā)展趨勢。針對橡膠工業(yè)常用炭黑的特殊輸送要求，以炭黑在密相輸送中的流動機(jī)理為研究方向進(jìn)行深入探討。本文提出

2、了研究密相氣力輸送機(jī)理的數(shù)學(xué)模型和物理模型，結(jié)合固相顆粒在管道中的受力情況以及氣固兩相的相互作用，通過實驗和模擬對炭黑密相氣力輸送的流動機(jī)理進(jìn)行分析和驗證。
　　設(shè)計了一套炭黑密相氣力輸送系統(tǒng)并進(jìn)行了輸送實驗，對不同氣力輸送的輸送工藝參數(shù)得到的實驗結(jié)果進(jìn)行整理分析，得出在不同輸送條件下，氣力輸送的輸送特性關(guān)系圖，發(fā)現(xiàn)了發(fā)送罐憋壓壓力、管道壓力等參數(shù)對輸送的影響規(guī)律，找出了滿足輸送量情況下的最佳輸送工藝參數(shù)，實現(xiàn)了提高輸送效率的同時

3、，降低了壓縮空氣的消耗量以及炭黑的破碎率。通過輸送機(jī)理的研究，找出了影響穩(wěn)定、高效、環(huán)保、節(jié)能、安全的氣力輸送的因素。利用壓縮空氣節(jié)能技術(shù)對炭黑的氣力輸送整個系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，使氣力輸送系統(tǒng)在較低的能耗下穩(wěn)定運(yùn)行。
　　結(jié)合炭黑的密相氣力輸送機(jī)理，建立起輸送數(shù)學(xué)和物理模型，利用Fluent軟件對其進(jìn)行模擬分析。首先對管道的幾何參數(shù)進(jìn)行了模擬分析，得到了不同管道內(nèi)徑、不同彎徑比、不同彎管布置情況下對壓降以及管道流動狀態(tài)的影響，提出了

4、最優(yōu)的管道布置方案;其次，對輸送的工藝參數(shù)進(jìn)行了模擬分析，得到了在不同輸送風(fēng)速和輸送量得情況下，炭黑顆粒在管道的流動特性，同時，得出了在輸送量不變的情況下的最佳氣體速度;最后，結(jié)合最佳的管道幾何參數(shù)和最優(yōu)的輸送工藝參數(shù)，對炭黑密相氣力輸送進(jìn)行模擬，結(jié)合炭黑在管道中的受力情況對炭黑的流動狀態(tài)進(jìn)行了研究，分析了不同布置彎管形式對整個輸送過程的影響。
　　本文采用理論研究、實驗分析與數(shù)值模擬對炭黑在密相氣力輸送系統(tǒng)的流動機(jī)理進(jìn)行了全面的