自由下落微粒羽流的數(shù)值模擬與實驗研究.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)常見的儲藏、處理和運輸系統(tǒng)中，到處可見微粒流的自由下落現(xiàn)象。在化工、建筑材料、食品工業(yè)處理、發(fā)電以及農(nóng)產(chǎn)品加工等過程中，自由下落微粒流所產(chǎn)生的微粒粉塵常散射到環(huán)境空氣中，造成局部或大面積的微粒粉塵污染。散射微粒粉塵能產(chǎn)生一系列的問題，如污染空氣、造成職業(yè)疾病、增加火災(zāi)和爆炸的危險、造成產(chǎn)品的損失或破壞設(shè)備等。通過研究分析微粒羽流的氣固兩相流動的運動現(xiàn)象，可以獲得空氣污染中微粒粉塵的運行特征，弄清散射微粒與環(huán)境空氣在不同影響因素

2、下的耦合規(guī)律。本學(xué)位論文集中開展對微粒羽流的自由下落過程進(jìn)行數(shù)值模擬和試驗研究。具體涉及到利用CFD軟件FLUENT6.2和試驗手段對微粒羽流與環(huán)境空氣的耦合現(xiàn)象進(jìn)行研究。著重考察微粒的粒徑、微粒羽流的下降高度、微粒的密度和溫度場對微粒羽流的卷吸空氣以及微粒羽流的速度分布所造成的影響。 在用FLUENT 對微粒羽流的自由下落現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究過程中，用帶旋流修正的к-ε湍流模型(Realizableк-εModel)來處理氣體

3、相的流動的控制方程，使用離散相模型(DPM)來處理氣固兩相的運動以及與氣體相之間的耦合。研究微粒粒徑、微粒質(zhì)量流量、下降高度以及微粒密度對微粒羽流的擴(kuò)散特性以及對環(huán)境空氣的卷吸現(xiàn)象的影響。 在實驗研究中，利用多功能實驗平臺，對不同的微粒羽流的質(zhì)量流量，以及不同物理性質(zhì)的微粒羽流在不同高度下的產(chǎn)生的卷吸空氣量和卷吸空氣的流速進(jìn)行了大量的試驗，通過高速攝像機(jī)記錄羽流下降的運動過程，用INSIGHT 3G軟件來分析含有微粒流速數(shù)據(jù)的兩