摘要：针对可压缩流气力输运大尺寸颗粒的气固两相流动问题,建立了计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)耦合的计算方法,通过计算流体力学计算得到抛射管内气流流场分布,离散单元法根据气动参数计算得到冰雹受力及运动情况。进行冰雹速度测量时,需在抛射管出口处加装专用测量段,对测量构型与开放构型进行对比,结果显示测量构型与开放构型下的计算结果基本一致,因此测量构型下的计算与试验可支撑连续抛雹装置设计。通过3种颗粒阻力模型下的对比计算,Ergun模型与Di模型得到的冰雹速度计算结果较大,自由流阻力模型计算得到的冰雹速度与试验测量结果最接近,其计算得到的冰雹速度与试验结果相差8.9%,对冰雹连续抛射装置设计有一定的指导作用。

摘要：将离散单元法应用于冰雹连续投放机构的原理分析。对于基本型结构,由于叶轮运输冰雹能力远大于抛射管的流通能力,造成冰雹在叶轮级间多次旋转,不利于投放量的有效控制及冰雹完整形态保持。对此提出了改进结构,得到了有利于冰雹投放控制的设计参数,叶轮底部半径75 mm,顶部半径98 mm。在这种结构下,冰雹投放量随电机频率的增大先增大,后基本保持不变。对不同叶轮长度进行计算分析,瞬时投放量随叶轮长度的增大而增大。对于叶轮有效长度为110 mm的结构,电机频率在20~40 Hz区间内,冰雹投放量随频率增大逐渐增大,可实现投放量在0.8~1.3 kg/s的调节。

摘要：为掌握冰雹颗粒抛射运动过程规律,以支撑冰雹抛射装置设计,需进行冰雹颗粒气力输运过程计算。通过计算流体力学与离散单元法双向耦合进行冰雹等大颗粒气力输运问题的模拟仿真。通过进行不同气源压力、不同抛射管径、不同抛射管长、不同冰雹流量条件下的计算及对比,得到随着气源压力的增大,冰雹抛射速度逐渐增大,气流流量逐渐增大;随着抛射管径的增大,冰雹速度逐渐增大,气流流量平方级增长;随着抛射管长的增大,冰雹速度基本保持不变,气流流量略有减小;随着冰雹流量的增大,冰雹速度逐渐减小,气流流量逐渐减小。