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(méi)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(wú)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(guò)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