大顆粒固液兩相流碰撞反彈規(guī)律及磨損特性研究.pdf

1、目前對(duì)于固液兩相流的研究主要采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算兩種方法，但針對(duì)大顆粒固液兩相流動(dòng)的研究較少，對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)缺少較為適合的碰撞反彈模型，因此存在較大的計(jì)算誤差。本文先針對(duì)大顆粒固液兩相流進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得出適用于大顆粒固液兩相流數(shù)值計(jì)算的碰撞反彈模型，對(duì)顆粒和壁面的碰撞反彈進(jìn)行修正。再應(yīng)用DPM模型對(duì)方形彎管進(jìn)行固液兩相流數(shù)值計(jì)算，分析各個(gè)因素對(duì)彎管磨損規(guī)律的影響，并對(duì)彎管結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，減小磨損，延長(zhǎng)管件使用壽命。
　　以下為主要

2、研究?jī)?nèi)容:
　　(1)搭建粘性介質(zhì)中顆粒與壁面的碰撞反彈試驗(yàn)臺(tái)，研究干表面和浸沒表面下不同粒徑的顆粒與不同材料壁面的碰撞反彈規(guī)律，得出當(dāng)顆粒粒徑較大時(shí)(3mm-7mm)，顆粒與壁面碰撞反彈恢復(fù)系數(shù)與顆粒粒徑無關(guān)，與介質(zhì)、碰撞角度、壁面材料及碰撞速度有關(guān)。分析了不同碰撞條件下表面摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。最后總結(jié)得出適用于大顆粒固液兩相流的碰撞反彈模型。
　　(2)通過固液兩相流彎管的可視化實(shí)驗(yàn)，獲取顆粒在彎管中的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，與采用

3、顆粒碰撞反彈實(shí)驗(yàn)獲得的碰撞反彈模型數(shù)值計(jì)算得到顆粒軌跡圖進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)目前較常用的兩相流碰撞反彈模型并不適用于大顆粒固液兩相流數(shù)值模擬。實(shí)驗(yàn)獲取的碰撞反彈模型具有較高的準(zhǔn)確性。
　　(3)對(duì)進(jìn)口邊長(zhǎng)為80mm方形彎管利用SolidWorks進(jìn)行三維建模。然后采用workbench進(jìn)行網(wǎng)格劃分。最后利用CFD軟件Fluent，采用顆粒碰撞試驗(yàn)獲取的碰撞反彈模型及合適的磨損模型對(duì)彎管進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，分析粒徑、流速、顆粒質(zhì)量流量、重力方向