自由下落微粒羽流的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)常見(jiàn)的儲(chǔ)藏、處理和運(yùn)輸系統(tǒng)中，到處可見(jiàn)微粒流的自由下落現(xiàn)象。在化工、建筑材料、食品工業(yè)處理、發(fā)電以及農(nóng)產(chǎn)品加工等過(guò)程中，自由下落微粒流所產(chǎn)生的微粒粉塵常散射到環(huán)境空氣中，造成局部或大面積的微粒粉塵污染。散射微粒粉塵能產(chǎn)生一系列的問(wèn)題，如污染空氣、造成職業(yè)疾病、增加火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)、造成產(chǎn)品的損失或破壞設(shè)備等。通過(guò)研究分析微粒羽流的氣固兩相流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，可以獲得空氣污染中微粒粉塵的運(yùn)行特征，弄清散射微粒與環(huán)境空氣在不同影響因素

2、下的耦合規(guī)律。本學(xué)位論文集中開(kāi)展對(duì)微粒羽流的自由下落過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究。具體涉及到利用CFD軟件FLUENT6.2和試驗(yàn)手段對(duì)微粒羽流與環(huán)境空氣的耦合現(xiàn)象進(jìn)行研究。著重考察微粒的粒徑、微粒羽流的下降高度、微粒的密度和溫度場(chǎng)對(duì)微粒羽流的卷吸空氣以及微粒羽流的速度分布所造成的影響。 在用FLUENT 對(duì)微粒羽流的自由下落現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)值模擬研究過(guò)程中，用帶旋流修正的к-ε湍流模型(Realizableк-εModel)來(lái)處理氣體

3、相的流動(dòng)的控制方程，使用離散相模型(DPM)來(lái)處理氣固兩相的運(yùn)動(dòng)以及與氣體相之間的耦合。研究微粒粒徑、微粒質(zhì)量流量、下降高度以及微粒密度對(duì)微粒羽流的擴(kuò)散特性以及對(duì)環(huán)境空氣的卷吸現(xiàn)象的影響。 在實(shí)驗(yàn)研究中，利用多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)不同的微粒羽流的質(zhì)量流量，以及不同物理性質(zhì)的微粒羽流在不同高度下的產(chǎn)生的卷吸空氣量和卷吸空氣的流速進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，通過(guò)高速攝像機(jī)記錄羽流下降的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，用INSIGHT 3G軟件來(lái)分析含有微粒流速數(shù)據(jù)的兩