摘要：气固流化床由于具有传热传质效率高等优点,因此在煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域得到广泛应用。但在流化过程中,颗粒与颗粒或壁面间频繁接触、碰撞,导致颗粒表面产生电荷,从而发生颗粒黏附到反应器壁、颗粒团聚和静电放电等现象,影响颗粒运动状态、空隙率、混合程度等特性,甚至引发生产事故。为探究静电效应对流化床内气固两相流动特性的影响,基于开发的双网格cfd-dem模拟程序,耦合静电力模型,对单孔射流流化床内气固两相流化过程进行数值模拟,从床层整体和典型区域示踪颗粒2种角度对考虑静电力前后流化床内气固两相流动特性进行研究。结果表明:考虑静电力后,颗粒分布更加分散,床层空隙率增大,床层膨胀高度增加,相同初始位置颗粒的运动轨迹发生改变;流化床内颗粒运动及速度分布近似呈轴对称分布,滞止区颗粒竖直和水平速度始终接近于零;随着颗粒携带电荷量升高,流化床内喷泉区颗粒速度矢量逐渐稀疏,喷射区颗粒速度矢量逐渐密集,Lacey混合指数呈现一定程度的减缓。以上研究结果及方法可为进一步研究工作和工程实际应用提供参考。

摘要：为解决高浓度充填料浆水力输送过程中水平管路磨损严重的问题,提出了采用三纹螺旋管进行料浆输送的方案。应用计算流体力学-离散单元法(cfd-dem)对料浆输送过程进行了数值模拟研究,探究螺旋管道的料浆输送特性及管道磨损规律。结果表明,普通管道的磨损主要发生在管道底部,且磨损主要由颗粒滑动摩擦造成,而螺旋管中磨损较均匀地分散到管壁上。当入口速度为1.2~2.4m/s,颗粒平均粒径为1.2~2.1mm时,螺旋管的最大及平均磨损深度相较于圆管分别降低了17%~34.6%及72.6%~87.7%。螺旋管在保证料浆连续输送的同时,极大地降低了水平管道磨损,为充填管路设计提供了新思路。

摘要：为解决传统的投饲设备无法满足养殖工船作业要求这一问题,研制了满足养殖工船长距离输送、大投饲量的工作需求的气力输送自动投饲机,解决了饲料颗粒堵塞、破碎率高、系统能耗高、无法进行速度控制等问题,通过流体力学和离散元耦合(cfd-dem)的方法对饲料从落料口到出料口的运动过程模拟分析,仿真结果显示,在饲料运动初始阶段,压力损失较大,进入弯管后,饲料基本成为悬浮状态,整个流动过程中并未出现饲料堵塞,且在出口处,饲料分布均匀。在整个过程中,饲料和气流速度压力均在经过弯管后达到稳定状态。样机试验验证了设计的准确性,在实验过程中并未发现饲料堵塞现象,在风速设定为35 m/s时,电机转速在40 r/min时,满足1.5 t/h的投饲速度,通过控制电机转速来达到控制投饲速度的功能,满足养殖工船的应用场景,颗粒饲料的运动状态在经过弯管后达悬浮状态,与仿真结果一致。

摘要：投饵分配器管路中的S型弯管在饲粮颗粒气力输送时运动状态复杂,导致该处关键参数影响分析困难。针对此问题,基于气固两相流原理建立不同工况下的饲粮分配器管路气力输送模型,使用cfd-EDM方法(computational fluid dynamics-discrete element method)进行求解;对饲粮颗粒从气力输送管路的初始阶段到稳定阶段的管路压力变化进行分析,得到颗粒达到相对稳定阶段的时间。对气体速度的影响对比分析,得到与饲粮颗粒速度、动能以及管路压降间的关系。对比分析重力方向对输送过程参数的影响。结果发现,工程常用的参数范围中,气体速度对饲粮颗粒输送速度的影响程度远大于重力。研究表明,此种数值分析方法与参数影响分析结果为气力投饵分配器的设计和优化工作提供参考,通过调整气体速度和重力方向可以有效提高输送速率、减少S型弯管处撞击或降低能耗。

摘要：为了揭示颗粒物料在皮带机转运过程中的粉尘运移规律问题,推导了含有水平初速度的颗粒物料转运过程中的诱导气流方程,并采用cfd-dem耦合方法对转运过程中的颗粒分布与诱导风流场特性进行了研究,分析了颗粒物料的落料高度、质量流量和初速度对颗粒逸散与诱导气流的影响。结果表明:颗粒在弧形下落阶段速度逐渐提高,挤压碰撞阶段颗粒速度先降低后提高,最后趋于稳定,部分颗粒出现逸散现象;含尘气流在颗粒物料弧形下落阶段和挤压碰撞阶段扩散较为明显;诱导气流速度与颗粒物料质量流量和初始速度呈正比关系,颗粒物料质量流量与诱导气流速度呈幂函数关系,拟合曲线幂指数为0.6~0.74。

摘要：对于蔬菜种植而言,提高机械化播种的精度是关键的突破口,能够起到节本增效的作用。为提高排种器的排种性能,采用计算流体力学与离散单元法(cfd-dem)耦合仿真技术对排种器的试验因素进行性能仿真。同时,分析种子在不同吸嘴结构和作业参数下的运动特性。为探究最佳的参数组合,利用中心复合设计(CCD)试验方案去探究吸嘴锥角、种盘角速度以及负压对排种合格率和漏播率这两个试验指标的影响。仿真试验结果的方差分析表明:负压对合格率和漏播率的影响最大,吸嘴锥角和种盘角速度的影响次之。随后,通过建立参数化数学模型确定参数优化区域。参数优化结果表明:在锥角为50°,负压在4.87~5.64 kPa以及角速度在1.67~1.95 rad/s范围内,排种合格率大于95%,漏播率小于2.5%。通过台架验证试验得出的结果与优化结果基本一致,表明优化结果合理可信。本文的仿真和参数优化结果可为今后排种器的研制提供参考。

摘要：为实现煤粉颗粒在管道和喷枪内的稳定可靠输送和精确喷吹,以气固两相物料在弯头内的流动特性为对象,采用计算流体力学与离散元耦合(cfd-dem)方法对普通弯头、T型弯头、堵塞型弯头、球型弯头内颗粒运动情况进行分析,研究发现:颗粒流经三种减磨弯头时速度会出现显著的下降,同时还会引起显著气流速度和压强的波动,上述现象以T型弯头最为显著;减磨弯头通过颗粒床中颗粒-颗粒碰撞减小颗粒对管壁的冲击,三种减磨弯头中颗粒-颗粒碰撞次数与碰撞法向力均较高,可能引发喷吹物料流动的紊乱。

摘要：本文聚焦于基于 cfd-dem 算法对气力输送气固两相流特性的研究。首先阐述气力输送在工业领域的重要性以及研究气固两相流特性的意义。详细介绍 cfd-dem 算法的基本原理,包括计算流体力学(cfd)对流体相的处理和离散单元法(dem)对颗粒相的模拟方法。分析了气固两相流在气力输送过程中的速度分布、浓度分布、压力损失等特性,并探讨不同操作参数如气体流速、颗粒粒径、输送管道直径等对这些特性的影响。对这些特性和影响因素的研究,旨在为气力输送系统的优化设计、高效运行和故障诊断提供理论依据和技术支持。

摘要：为实现煤粉颗粒在管道和喷枪内的稳定可靠输送和精确喷吹,明确不同类型弯头的磨损特性,基于Archard磨损模型采用计算流体力学与离散元耦合(cfd-dem)方法,对普通弯头、T型弯头、堵塞型弯头、球型弯头处的颗粒切向速度分布和磨损特性进行分析。研究发现:T型弯头磨损区域主要集中在颗粒床靠近弯头出口的下方,堵塞型弯头磨损区域主要集中在弯头凸棱处且磨损区域面积较小,球型弯头磨损主要集中在颗粒首次冲击区域;堵塞型弯头均布碰撞强度最大,但磨损区域较小弯头凸棱处的磨损点较为集中;堵塞型弯头最大磨损量增速最高,球型弯头最大磨损量增最小。

摘要：球阀在含沙水介质中工作时容易因磨损过大而失效。为了解球阀在含沙水介质中的磨损情况,采用cfd-dem方法建立了球阀在含沙水介质下的数值仿真模型,探讨了球阀开启范围、沙粒半径和水流速度对球阀磨损的影响规律,分析了球阀的磨损位置分布。结果表明:球阀的总磨损量随着开启范围的增大而减小;沙粒粒径和水流速度越大,总磨损量越大;磨损位置主要集中在球阀流通处附近,并在靠近流道出口区域产生局部磨损。