大顆粒固液兩相流碰撞反彈規(guī)律及磨損特性研究.pdf

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

2、研究內(nèi)容:
　　(1)搭建粘性介質(zhì)中顆粒與壁面的碰撞反彈試驗臺，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，得出當顆粒粒徑較大時(3mm-7mm)，顆粒與壁面碰撞反彈恢復系數(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驗，獲取顆粒在彎管中的運動軌跡圖，與采用

3、顆粒碰撞反彈實驗獲得的碰撞反彈模型數(shù)值計算得到顆粒軌跡圖進行對比，證實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。實驗獲取的碰撞反彈模型具有較高的準確性。
　　(3)對進口邊長為80mm方形彎管利用SolidWorks進行三維建模。然后采用workbench進行網(wǎng)格劃分。最后利用CFD軟件Fluent，采用顆粒碰撞試驗獲取的碰撞反彈模型及合適的磨損模型對彎管進行數(shù)值計算，分析粒徑、流速、顆粒質(zhì)量流量、重力方向