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粮食颗粒流动特性的试验研究与数值模拟

作　者: 赵会永
导　师: 塔娜
学　校: 内蒙古农业大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 气固两相流双流体模型流动特性数值模拟
分类号: TS210.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 108次
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内容摘要

在粮食颗粒气力输送中,通过研究粮食颗粒的流场分布,得到悬浮速度,对于降低粮食颗粒气力输送中的动力消耗,提高输送的连续性和稳定性有重要意义。从流体力学湍流理论以及颗粒动力学理论出发,考虑气固两相的相互影响、颗粒与颗粒之间以及颗粒与输送管壁之间的相互作用,采用计算流体力学软件Fluent建立二维气固两相湍动双流体模型。对垂直管内的气固两相流流场进行数值模拟,获得颗粒浓度及气流流场的分布规律。通过与试验结果比较,表明模拟计算结果的气流速度与试验结果基本吻合。在本模型的基础上,对影响流场的参数(输送气流速度、颗粒粒径、管径)进行数值模拟研究。结果表明,输送气流速度越大,颗粒运动越激烈,颗粒运动形式为中心处向上、近壁面处向下的内循环流动结构;达到稳定输送时,颗粒粒径越小,悬浮速度越大;管径越大,悬浮速度越大。粮食颗粒流动特性的研究,为粮食气力输送机械的设计、优化提供参考依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
1 引言  9-13
  1.1 研究现状  10-11
    1.1.1 国外研究现状  10-11
    1.1.2 国内研究现状  11
  1.2 存在问题分析  11-12
  1.3 选题意义及研究目的  12
  1.4 课题研究内容  12-13
    1.4.1 试验研究的主要内容  13
    1.4.2 数值模拟研究的主要内容  13
2 两相流和 Fluent 软件的介绍  13-15
  2.1 两相流  13-14
  2.2 Fluent 软件简介  14-15
3 试验方法与数据处理  15-23
  3.1 试验装置  15-16
  3.2 管径的选择  16
  3.3 试验介质  16-18
    3.3.1 当量直径的测量  17
    3.3.2 密度的测量  17-18
  3.4 试验仪器  18
  3.5 试验的测量点分布  18-20
    3.5.1 垂直管轴向测点分布  18-19
    3.5.2 截面测量选择原理及测点分布  19-20
  3.6 试验结果与分析  20-23
    3.6.1 轴向压力分布  20-22
    3.6.2 径向压力分布  22-23
4 粮食颗粒流动特性的数值模拟及分析  23-34
  4.1 两相流模拟假设  23-24
  4.2 建立几何模型  24
  4.3 网格划分  24-25
  4.4 读入网格及网格检查  25-26
  4.5 Fluent 求解器的选择及边界条件的设定  26-31
  4.6 求解控制及计算  31-32
  4.7 数值模拟和试验结果分析  32-34
    4.7.1 粮食颗粒随时间变化的浓度分布  32-33
    4.7.2 管中心处轴向速度分布  33-34
5 参数对粮食颗粒流动特性的影响  34-38
  5.1 风速对粮食颗粒流动特性的影响  34-35
    5.1.1 建立模型及网格划分  35
    5.1.2 数值模拟  35
    5.1.3 分析与结论  35
  5.2 管径对粮食颗粒流动特性的影响  35-37
    5.2.1 建立模型及网格划分  36
    5.2.2 数值模拟  36
    5.2.3 分析与结论  36-37
  5.3 颗粒粒径对粮食颗粒流动特性的影响  37-38
    5.3.1 建立模型及网格划分  37
    5.3.2 数值模拟  37
    5.3.3 分析与结论  37-38
6 结论及建议  38-39
  6.1 结论  38
  6.2 展望及建议  38-39
致谢  39-40
参考文献  40-42
作者简介  42

粮食颗粒流动特性的试验研究与数值模拟

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