一、A New Method for Measurement of Local Solid Flux in Gas-Solid Two-phase Flow（论文文献综述）
邓爱明[1]（2021）在《基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化特性研究》文中提出提升管内颗粒聚团复杂的运动过程造成了时空上固相的不均匀分布,严重影响了流化床的气固接触过程,削弱气固传质效率,因此国内外学者对于颗粒聚团现象开展了大量的研究。但目前一方面由于聚团判别方式并不明确且不同工况应该采用不同的判别标准,另一方面,很少有研究者跟踪并分析聚团演化过程机理。因此,本文基于提升管内气固两相流动数值模拟结果采用K-means聚类算法,通过对提升管空隙率场以及聚团内部颗粒速度场进行两次聚类分析,研究聚团特性以及聚团演化过程机理。基于离散颗粒软球模型,对提升管内气固两相流动行为进行数值模拟,并将模拟结果与Varas等人的实验结果相对照,验证模拟结果的准确性。同时分析不同入口气速、质量流量下提升管内时均颗粒体积分数、颗粒速度以及颗粒温度等气固流动特性。结果表明,随入口气速增大,提升管内颗粒体积分数在轴向逐渐减小,在水平方向上呈现边壁高、中心低的环-核流动分布,粒子颗粒温度逐渐减小;随着入口质量流量的增大,提升管时均颗粒浓度的沿轴向分布在整体上逐渐增大,粒子颗粒温度逐渐增大。基于K-means聚类算法以及图像处理技术对提升管内空隙率场进行聚类分析,实现不同工况下多阈值化自动识别聚团形状,并进一步研究不同入口气速、不同质量流量对于聚团尺寸和固含率以及聚团出现频率和聚团持续时间等特征参数的影响。研究结果表明,随着入口气速的增大,颗粒聚团的径向和轴向尺寸以及平均固含率逐渐减小,聚团出现频率与聚团持续时间在整体上随气速增大而减小;随着入口质量流量的增大,颗粒聚团的径向尺寸以及平均固含率逐渐增大。聚团出现频率与不同区域的时均颗粒体积分数几乎成线性关系。基于K-means聚类算法对提升管内瞬时空隙率场进行聚类识别,捕捉两个完整的单聚团运动过程（单聚团消散和聚合过程）,并对两个过程的聚团颗粒速度场进行二次聚类分析,结合聚团宽高比、局部区域内瞬时颗粒温度以及颗粒速度矢量分布分析不同运动过程中聚团演化机制。结果表明消散过程聚团逐渐趋于扁平,聚团上方和右侧颗粒温度逐渐增大,且大量颗粒逐渐集中在聚团右侧,并逐渐脱离聚团;聚合过程聚团宽高比变化不大,聚团上方和右侧颗粒温度逐渐减小,侵入聚团的颗粒数目较小,部分颗粒融入聚团,极少数颗粒穿过聚团,聚团趋于稳定。基于K-means聚类算法对局部区域瞬时空隙率场进行聚类分析,研究多聚团运动过程包括聚团同向碰撞过程和聚团异向碰撞过程。通过分析聚团宽高比、分形维数、局部区域瞬时颗粒温度、颗粒速度矢量分布以及利用K-means算法对聚团内颗粒速度场分布聚类分析结果,研究聚团同向和异向碰撞过程演化机制的差异。研究结果表明,同向碰撞过程中,聚团宽高比先迅速降低后缓慢增加并最终趋于稳定,位于下方的聚团在上方聚团作用下,紧贴壁面逐渐形成一个半U型结构进而包裹住上方的聚团,直至最终趋于相对稳定的状态;异向碰撞过程中,聚团宽高比迅速减小后急剧增大最终宽高比变小并逐渐趋于稳定,碰撞过程较为剧烈。
付爽[2]（2021）在《喷动流化床内B类颗粒流动规律与团聚特性研究》文中进行了进一步梳理喷动流化床是一种典型的气固接触设备,其在化工、能源、材料、食品等领域表现出巨大的应用前景。床内宏观流动规律和介尺度特性的研究对于优化现有应用中的工艺操作及拓展新的应用场景具有重要意义,已有研究多集中在宏观流动规律和特征参数研究,物料局限于Geldart D类和其它特定场景颗粒。因此,本文基于可视化矩形喷动流化床试验平台,针对B类颗粒从气固流动结构转变规律及特征、转变速度多因素影响机理、颗粒团聚规律及特性三个方面开展试验研究,并通过图像法将喷动流化床的研究引入到介尺度范围内。主要结论如下:（1）结合压力脉动信号分析和可视化单元图像处理明确区分定义了固定床以外的八种典型气固流动结构:内部射流、鼓泡流化、腾涌流化、喷动、充气喷动、喷动流化、湍动流化、不稳定结构（不稳定喷动和不稳定腾涌）。从时域和频域角度详细分析了鼓泡流化、腾涌流化和湍动流化三种典型气固流动结构特征,包括喷动区和环形区差异、增大流化气对气固流动特征的影响等。（2）确立了四种粒径颗粒流动结构转变相图,研究发现B类颗粒流动规律整体上存在共性,随着颗粒平均直径（dp）的增大内部射流、喷动和喷动流化的范围增大,湍动流化的范围减小。相较于D类颗粒,保持适当的表观喷动气速（通常小于最小喷动速度）,均匀增大表观流化气速（Uf）床内最终可以得到湍动流化的气固流动结构,存在两条不同的到达湍动流化转变路径;低喷动气速时,均匀增大Uf依次出现的气固流动结构与一般研究中D类颗粒前段流动结构转变相同,而较高喷动气速时,均匀增大Uf依次出现的气固流动结构则与一般研究中D类颗粒后段流动结构转变相同。（3）通过压力梯度标准差的方法确定湍动流化转变速度（Uc）,研究发现静止床层高度（H0）增大、dp增加或床体高度（H）减小均会引起Uc不同程度上的增大;Uc随表观喷动气速（Us）或喷口宽度（Di）变化表现出“S”型的变化趋势。在现有研究基础上引入Di和Us,建立了两种新的无量纲化Uc预测关联式。（4）采用图像法以形状和结构识别定义了喷动流化床内湍动流化条件下出现的五种典型的颗粒团聚:倒U形颗粒团聚、U形颗粒团聚、环核型颗粒团聚、带状颗粒团聚、网状颗粒团聚,分别分析其生成原因和揭示其发展演化规律。提出并定义了颗粒团聚分率（Fc）用以量化床内的团聚程度,研究发现Fc随着H0和dp的增加而增大,随着Di的增大呈现“S”型变化趋势,随着H增加总体上表现出先减小后增大的趋势;通过气速配比表征Us和Uf的影响,对于固定的总表观气速,随着Us配比的增大Fc先减小后增大,存在极小值。
樊飞虎[3]（2021）在《生物质气化流化床内复杂气固两相反应流动的数值模拟研究》文中指出生物质作为可再生替代能源,已成为继煤炭、石油和天然气之后的第四大能源。通过燃烧,气化和热解等方法,生物质可转化为生物燃料,气体和化学物质。在这些途径中,气化因其高效率、低污染等原因已被视为最有效的生物质转化技术之一。本文在欧拉-拉格朗日理论框架下,采用适用于气固两相反应流动的多相流体质点网格法（Multiphase Particle-In-Cell,MP-PIC）方法,并耦合了热解模型、焦炭转化模型、均相/异相反应模型等模型,对生物质气化密相流化系统内的气固流动、传热传质、化学反应等进行了研究。第一部分:采用多相流体网格质点法（MP-PIC）方法对喷动流化床开展了全三维数值模拟,研究了床高、水蒸气/生物质比、床温、粒径对气化性能的影响。其次,对喷动流化床内宏观气固流动特性以及颗粒输运特性（颗粒停留时间、颗粒雷诺数、滑移速度、温度和通量等）进行了分析。其研究表明:生物质颗粒在三个区域都具有比床料更大的雷诺数和滑移速度,沙子和生物质在喷动区域的最大雷诺数约为1.3和9.4,最大的滑移速度为0.72m·s-1和1.17m·s-1。整个气相在喷动区域、环隙边界区域、喷泉区域的导热系数为0.09(J·（s·m·k）-1)、0.12(J·（s·m·k）-1)、0.16(J·（s·m·k）-1)。喷动区域、环隙区域和喷泉区域中气相平均密度分别0.21kg·m-3、0.196kg·m-3和0.12kg·m-3。喷动区域、环隙区域和喷泉区域的平均粘度分别为3.97×10-5(kg·（m·s）-1)、3.68×10-5(kg·（m·s）-1)、3.34×10-5(kg·（m·s）-1)。喷口区域、环隙区域和喷泉区域的平均比热容值分别为1928.7(J·kg-1·k-1)、2356.8(J·kg-1·k-1)和2376.1(J·kg-1·k-1)。生物质和沙子在喷口区域、环隙边界区域、喷泉区域的传热系数分别为102.4(W·（m2·k）-1)、75.2(W·（m2·k）-1)、101.7(W·（m2·k）-1),117.4(W·（m2·k）-1)、64.4(W·（m2·k）-1)、131.5(W·（m2·k）-1)。第二部分:开展了实验室尺度的双体流化床的全三维数值模拟,对流化床的宏观气固流动特性以及颗粒运动特性（颗粒雷诺数、滑移速度、颗粒温度、颗粒通量等）进行了探究。首先对多相流体质点网格法（MP-PIC）方法进行了模型验证,进而研究了生物质流量、水蒸气/生物质比对气化性能的影响。随之,研究了操作参数对双体流化床的主要部件气化炉和燃烧室内固相传热系数的影响。其研究表明:在数值模拟允许的范围内,双体流化床出口处获得的干燥无N2的合成气由37.5%H2、25.5%CO、21%CO2、16%CH4组成。双体流化床全回路的气体密度范围从0.2kg·m-3到0.4 kg·m-3,U形管中的气体密度几乎是立管中的2倍。DFB的气化炉内固相的HTC范围为40至80W·（m2·k）-1,燃烧室中固相的HTC为180至280W·（m2·k）-1。生物质能源是我国能源结构的重要组成部分,而发展生物质热解气化技术可提高生物质资源利用率,对于能源结构、减少温室气体排放,发展绿色低碳经济有着重大意义。
孙珊珊[4]（2019）在《粉体稠密气力输送研究》文中进行了进一步梳理稠密气力输送由于其低能耗、高固气比、低管道磨损等优点广泛应用于各种工业领域。由于在以较高固相浓度进行输送时,颗粒与颗粒间以及颗粒与壁面之间的频繁相互作用增加了流动的复杂性。目前对高压稠密相气力输送机理和一些相关流动特性的研究还不够成熟,特别是对输送流型的演变规律、流型识别机理及流型过渡预测的了解较少。本文基于实验与数值模拟对稠密粉体气力输送的固相流动特性进行了系统研究,尤其是在数学模型构建和稠密粉体气力输送相关机理方面开展了深层次的分析和探讨。针对现有描述稠密粉体气力输送数学模型存在的不足,采用欧拉和拉格朗日相结合的方法构建描述离散粉体运动的数学模型,使其能够适应稠密相气力输送中固相浓度分布极不均匀现象;在描述固相间内部作用过程中,借助空间网格分为网格内和网格间分别进行描述。通过颗粒特性、颗粒浓度、颗粒速度描述网格内固相作用;通过统计各网格固相信息,借助欧拉方法求取网格间固相浓度梯度和速度梯度所引起的剪切作用,以使数学模型更为接近实际。为了验证模型的准确性,通过建立可视化密相气力输送实验装置获取了不同输送条件下的输送流型及转变规律;通过建立可视化料仓实验装置,对同种粉体卸料流型进行拍摄分析;通过料仓内不同分层粉体卸料过程的混合实验得到了混合曲线,通过实验结果与模拟结果的定性比较与定量分析,两者取得了较好的一致性,证明了本文所提出的新型数学模型的有效性和准确性。采用该模型首先对高压稠密粉体水平管气力输送进行研究,着重探讨了不同操作参数条件下的流型演变规律,研究输送管内不同流型的物理特性,采用固相浓度信号分析方法,获得了管内固相容积份额、功率谱密度函数、固相浓度概率密度函数、Re数和Ar数等与流动形态之间的联系,实现了对输送管道内流动特性、不同流型转变的预测,并获得高压稠密气力输送过程流型转变规律和定量判据。结果表明:当增加表观气速或减小输送固气比或减小输送粒径或增加输送压力时,水平管内的输送流型发生从栓塞流到沙丘流再到沉积层流的转变。当栓塞流经水平管道时,从栓塞前部到栓塞尾部的压力损失逐渐增加,当栓塞尾部的颗粒不再充满输送管道时,压力损失出现骤降,此外,栓塞尾部颗粒移动速度高于栓塞前部的颗粒移动速度,且栓塞尾部固相浓度高于栓塞前部;当输送管内出现沙丘流流型时,沿着沙丘前部到尾部的压力损失先增加后减小,而颗粒速度则先减小后增加,固相速度与单位压降的变化呈相反趋势;当水平管内为沉积层流时,管内单位压降、颗粒速度及颗粒浓度分布变化不大。不同流型的功率谱分析表明,栓塞流时,功率谱存在一个明显主频,颗粒浓度波动很大,流动不稳定;沙丘流时,主频变得不太明显,颗粒浓度波动减弱,但还是处于不稳定流动;沉积层流时,主频消失,颗粒流动比较平缓稳定。固相浓度的概率密度分布与流型相关,不同流型具有不同的概率密度函数的峰值及形状。针对本文的输送条件,采用固相浓度的特征参数对管内流型进行了定量识别;流型过渡区域的Ar数和Re数存在幂函数关系,得到了不同流型之间过渡气速的定量表达式。通过对稠密粉体弯管部分的气力输送研究,揭示了高压条件下管内粉体在经过90°圆弧弯管过程中不同输送条件下的固相流动特征及其变化规律。结果表明:当表观气速增加时,水平管内的固相浓度的减少量比弯管和垂直部分要多。基于本文中基础案例所采用的计算条件,当Ug≥10m/s时,水平管段的固相浓度几乎与垂直管段相同,表明输送达到稳定状态。与直管段相比,弯管中固相浓度的波动强度较大。不同表观气速条件下,弯管内的平均颗粒速度具有相似的变化曲线,平均颗粒速度的波谷值均位于弯管中间位置。当弯管半径增加时,水平管内的颗粒流从栓塞流逐渐转变为分层流。当弯管半径为3.0D时,输送达到稳定状态。当弯管半径进一步增加,速度分布曲线的波谷点向弯管入口方向移动（R=1D和5D分别为75°和30°）。弯管半径对弯管入口处颗粒速度几乎没有影响,但对弯管出口的颗粒速度影响较大。增加颗粒粒径,水平管内的颗粒流型从分层流转变为栓塞流。整个输送管段的固相浓度随着颗粒粒径的增加而增加,但平均颗粒速度随之减小。此外,不同粒径颗粒通过弯管段时的速度曲线变化一致。粉体的存储和卸料是气力输送系统的重要环节之一,了解料仓卸料流动特性十分重要。通过对不同结构料仓卸料过程的仓内流型、卸料流率、锥形料斗内不同物料的混合特性研究表明,卸料口尺寸对卸料流率影响较大,且呈非线性关系;在相同卸料口直径条件下,当料仓半顶角小于45°时,卸料流率随料仓半顶角增加而减小,超过这个值继续增加料仓半顶角大小,卸料流率变化不大。此外,为了描述不同分层粉体物料在卸料过程的混合特性,通过粉体物料在卸料出口处质量分数的变异系数有效描述了混合程度。通过对不同结构料仓卸料混合过程的计算,获得了不同结构料仓的混合规律。结果表明,增加料仓半顶角有助于不同料层物料在卸料过程中的混合;减小料仓出口直径会减小混合指数（即增加混合程度）,但是降幅较小。
王帅[5]（2019）在《流化床内稠密气固两相反应流的欧拉-拉格朗日数值模拟研究》文中提出稠密气固两相反应系统广泛存在于能源、化工和冶金等工业领域之中,其内涉及多尺度、多场和多物理过程的强烈耦合。随着计算机硬件和算法的快速发展,计算流体力学作为理论分析和实验测量的重要补充方法得到越来越广泛的应用,其充分而全面地再现了稠密气固两相反应系统内的流动和传热传质特性。本文基于欧拉-拉格朗日理论框架,发展了适用于稠密气固两相反应流的大规模并行CFD-DEM和MP-PIC计算平台,并耦合了适用于多分散性颗粒系统的传热模型（颗粒-颗粒导热、颗粒-流体-颗粒导热、颗粒-流体对流传热和颗粒辐射传热）、热解模型、焦炭转化模型、均相/异相反应模型、缩核模型和污染物生成模型等子模型。采用该方法对工业实际中常见的几种流态化设备内的气固流动、传热传质、化学反应以及污染物生成等进行了研究。研究内容主要包含以下三个部分。第一部分采用CFD-DEM方法开展了循环流化床的全三维数值模拟,研究了流化风速和环状构件对循环流化床内宏观气固特性以及颗粒输运特性（颗粒混合和耗散、颗粒停留时间、颗粒循环流率、颗粒受力和速度、颗粒拟温度等）的影响。改变流化风速可以使循环流化床处于两种流态:快速流态化和稀相输运状态。环状构件采用了四种布置方式,除了固相浓度和压强分布外,重点考察了构件数量和间距对系统性能的影响。第二部分开展了循环流化床结构优化和放大设计的研究。对于双侧返料循环流化床而言,首先基于瞬时压降和流量变化确定系统达到动态稳定的时间。随后,研究了宏观气固流动特性以及压强信号特征,并探究了不同操作工况对颗粒停留时间的影响。此外,分析了快速流态化和稀相输运状态下提升管内的固相返混特性。最后,研究了双侧返料结构对提升管内气固流动非均匀性的改善。对于六个旋风分离器并联布置的循环流化床而言,首先研究了旋风分离器不同的布置方式对气固流动的影响,获得了压强的整床分布,分析了分离器内物料分配的不均匀性。其次,研究了提升管内的颗粒聚团行为。最后,获得了丰富的颗粒尺度信息,如返混强度、耗散强度、颗粒受力、颗粒旋转等。第三部分开展了循环流化床内传热传质、化学反应和污染物生成的研究。首先将CFDDEM方法和传热模型耦合,在单颗粒的基础上对颗粒-颗粒导热、颗粒-流体-颗粒导热以及颗粒-流体对流传热模型进行了检验。在准二维鼓泡床上对传热模型进行了验证,并研究了三种传热机制的占比。随后将模型应用于全三维的循环流化床内气固传热的模拟,研究了颗粒温度的演变规律以及旋风分离器壁面的磨损。其次,在传热模型的基础上将CFDDEM方法进一步和化学反应模型相耦合,全面考虑了颗粒-颗粒/壁面碰撞、湍流、传热传质、辐射、颗粒缩核、热解、均相和异相反应等,并对流化床反应器内的生物质气化过程进行了数值模拟。最后,通过实验室尺度的串行流化床燃料反应器部分的全三维数值模拟对MP-PIC方法进行了验证,并研究了床温、水蒸气/生物质比和燃料种类对气化性能的影响。随之,在此基础上耦合了污染物生成模型,对浙江大学能源工程学院热能所的0.5 MW中试尺度的循环流化床煤和垃圾衍生燃料（Refuse derived fuel,RDF）混烧过程进行了全三维数值模拟,全面揭示了床内整场气固流动、燃烧和污染物生成特性。
马永丽[6]（2019）在《气-液-固三相流动体系的介尺度模型研究》文中进行了进一步梳理气-液-固三相流化床在过程工业具有广泛的应用。但是,其内部多相流动结构的复杂性制约着该类反应器的科学设计放大、优化操作以及有效控制,有必要运用新的理论和方法对其进行模型化研究。本文采用基于能量最小多尺度（Energy-Minimization Multiscale,EMMS）原理的介科学方法,建立了描述气-液-固流化床内多相流动行为的全局、轴向以及径向分布的机理模型,并进行了实验验证和预测研究。具体的研究内容及结论如下:1)引入气泡和固体颗粒的加速度,建立了改进的气-液-固流化床流动行为全局数学模型。气泡与固体颗粒的加速度使得该模型能更加准确的预测相界面之间滑移速度和床层收缩现象。在低表观气速的拟稳态下,气泡加速度随操作条件的变化而变化,固体颗粒加速度则为0 m/s2;较高表观气速下的情况与之相反。在非稳定膨胀状态条件下,较大上升速度和加速度的小气泡和较小上升速度和加速度的大气泡沿轴向发生聚并。所建模型适用于,含有小（或轻）固体颗粒的气-液-固流化床的鼓泡流和聚并流区域。2)基于气泡尾涡对固体颗粒的夹带现象,建立了气-液-固膨胀床的轴向流动介尺度模型。该模型证明了气泡尾涡对固体颗粒的夹带是轴向非均匀结构的形成机制。尾涡脱落长度、尾涡与气泡的体积比,以及尾涡相和液-固拟均相的固含率比,随流动状况而变。在促进气泡长大的表观气、液速范围内,轴向过渡段长度随这两个表观速度的增大而增加。过渡段的起始点随表观液速的增加逐渐上移。3)考虑颗粒团的流动行为,建立了气-液-固循环流化床轴向流动介尺度模型,首次预测了膨胀流化模式/循环流化模式/液体输送模式之间过渡点。颗粒团相中固体颗粒的加速度受操作条件的明显影响,且其最大值可以指示过渡段长度的变化。在固体颗粒的饱和夹带点,固含率的轴向分布呈上稀下浓的“S”型结构;且稀相的起始点与操作条件有关。此外,伴随着气泡的长大,颗粒团逐渐形成。在拟稳态下,液-固相中固体颗粒加速度趋于-9.8 m/s2,气泡加速度为0 m/s2。4)基于流体剪应力的径向分布,建立了气-液-固流化床的径向流动介尺度模型,准确预测了环-核界面、气泡速度和尺寸最大值处的径向位置。固体颗粒的径向加速度为0 m/s2。单位质量固体颗粒所需的悬浮输送能可作为环-核径向位置的指示参数。
孙凤杰[7]（2017）在《基于中煤柱浮选过程的多流态强化机理与能量耗散规律研究》文中进行了进一步梳理虽然我国煤炭资源丰富,但煤种与数量分布极不平衡。焦煤和肥煤是优质稀缺资源,储量较低,比例不足22%。而每年通过选煤过程排出大量中煤产品,又使得优质稀缺煤没能发挥更好的作用。中煤的二次深度脱硫降灰对提高优质稀缺煤的利用率意义重大。中煤的结构、矿物质组分、表面性质及其嵌布更为复杂,深度脱硫降灰的前提是通过细磨过程来解离和释放其有机组分,再进行浮选分离。浮选柱在处理微细粒物料分选领域具有独特的优势,提高分选效率和浮选矿物品质,降低浮选能耗是柱浮选设备研究的重点。本文以新峪中煤为分选研究对象,对不同结构浮选柱内流体的流动特性、强化机制、能量耗散等规律进行了研究,得到以下主要结论:对新峪中煤的粒度组成、密度组成、煤岩显微组分及可浮性特性等方面进行了系统的分析和试验研究,并通过浮选机试验研究了中煤浮的选试验条件、药剂制度等分选条件。结果表明:该中煤具有再选回收价值,细颗粒中煤的可浮性较好,但对矿浆浓度、充气量、转速等操作条件变化较为敏感。起泡剂与捕收剂用量的增加以及浮选充气量的增加均会出现夹带现象,而减少用量时,可燃体回收率则不足。对不同旋流结构浮选柱的平均气含率、局部气含率、气相平均停留时间及旋流衰减规律进行了试验研究,分析了结构参数、操作参数对浮选柱内相分布的均匀性及稳定性的影响。结果表明:旋流结构对浮选柱局部气含率影响显着,且对操作条件变化敏感;旋流的衰减对浮选柱分选段稳定性的影响显着;旋流衰减越快,能量耗散越集中,对静态分选段的扰动越小;相比有旋结构,无旋结构的流场适应性更好;旋流强度小时,旋转流会延长气相的平均停留时间,而旋流强度过大时,旋流会加速气相的逸出,减短气相停留时间,因而更有利于强化回收效率;从气相分布的均匀性角度考虑,强旋流结构在一定气-液比范围内更有利于气相在浮选柱内的均匀分布。对不同进气结构浮选柱内各段的流型结构、转变规律及能量耗散规律进行了研究,结果表明:管流段、旋流段、浮选段内的流型结构相互影响;无旋结构对气泡的破碎作用有限,不利于气泡细化;旋流作用一方面可以细化气泡,另一方面也会在气液比较大时造成严重的气泡聚并,波及静态分选段稳定,对静态分选不利。对浮选柱能耗量耗散规律的研究表明:强旋流作用的会加剧能量在小空间内耗散,对于强化旋流段矿化过程有利;但旋流强度过大时,旋流耗散会恶化静态分选;对影响柱浮选设备稳定操作的因素研究,得出了浮选柱操作线方程,绘制了浮选柱操作负荷性能图并指出了限制性因素指标。对新峪中煤在不同旋流结构浮选柱内的浮选效果进行了研究,结果表明:强旋流结构有利于提高新峪中煤的回收率,但过强的流场扰动易造成夹带;对适于中煤再选的分选工艺进行了研究:提出了强旋流粗选+无旋流精选的中煤柱浮选工艺。新峪中煤柱浮选试验表明:强旋流粗选回收率达66.67%,无旋流精选作业的精煤灰分为10.31%。
杜玉朋[8]（2016）在《两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）技术提升管反应器的模型化》文中提出催化裂化/裂解（FCC）过程是石化企业的核心工艺过程之一,担负着将重质油轻质化、并副产低碳烯烃的重任。两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）工艺过程是近年来重质油国家重点实验室开发的一种新型FCC技术。虽然研究人员已对该技术进行了大量的基础实验研究,包括催化材料与催化剂、流体流动、以及工艺条件优化等,但欲使其顺利实现工业化推广,有必要开展工程化问题研究。如若能在装备与过程模拟、工程化集成等方面完善该技术,势必会大大增强其市场竞争力。因此,本论文的研究主要围绕TMP技术提升管反应器的模型化工作展开。首先,根据各物质沸程差异,将TMP工艺过程的原料和产品划分成重油、柴油、汽油烯烃、汽油芳烃、汽油饱和烃、（丙烷+丁烷）、丁烯、丙烯、干气和焦炭共十个集总,并设计集总之间的反应规则,从而建立了十集总动力学模型。随后,提出了模拟退火法（全局）——最小二乘法（局部）——模拟退火法（局部）三层逐层寻优算法对模型参数进行了估计。研究结果表明,十集总动力学模型可以准确地模拟TMP工艺过程各类产品分布情况,相对误差均在5%以内。同时解决了十一集总动力学模型所预测的丙烯收率一直随重油转化率增大的问题。此外,该模型还可用于预测各产品收率与选择性随着重油转化率的变化情况,并为TMP装置两段操作寻找最佳分割点等。经合理简化能量最小多尺度（EMMS）模型求解算法,提出了一种更为简便的气固相间曳力模型构建方法。将EMMS曳力模型与两相流模型（TFM）相耦合模拟了传统等径提升管内的气固两相流动过程,从而验证了简化模型的准确性与合理性。由TFM耦合EMMS曳力模型对TMP技术多流域提升管的研究表明,基于EMMS方法的非均相曳力模型比常用的均相曳力模型更适宜多流域提升管内气固两相时空多尺度流动行为的描述。此外,模型参数研究表明,EMMS曳力模型中的颗粒聚团直径关联式应慎重选取;颗粒碰撞恢复系数的取值影响并不大;颗粒-壁面碰撞恢复系数宜取值为0.0001;粘性应力模型选择层流模型足以满足要求。然后,采用EMMS曳力模型与TFM耦合模型对冷态循环流化床（CFB）矩形提升管内的流动过程进行了模拟。基于CFD模拟结果,提出了六参数描述理想反应器网络拓扑结构的方法,并一一确定了这六个参数的值,从而为CFB提升管建立了一种新型反应器流动模型,即等效理想反应器网络（ERN）模型。研究结果表明,由五个不同大小的全混釜串联一个平推流反应器所组成的理想反应器网络能较好地模拟CFB提升管内的非理想流动过程,并反映固相停留时间分布状况;然而,由20个和50个全混釜串/并联分别组建的反应器网络同样可以等效地模拟固体颗粒通过CFB提升管时的停留时间分布情况。可见,对于一个非理想反应器而言,等效的理想反应器网络配置并不唯一。最后,通过集成TMP工艺十集总动力学模型,为XTL-5型中试提升管反应器建立了反应条件下的等效反应器网络模型,并将其与CFD模型和Plug-flow模型等传统流动-反应耦合模型进行了对比研究。结果表明,ERN模型优势在于比Plug-flow模型的预测精度更高,比CFD模型的计算耗时大幅度缩短,从而同时实现了提升管反应器的准确模拟与快速计算。以等效的反应器网络配置为基础,在Aspen Plus流程模拟软件中实现了对重油催化裂解（RFCC）过程的模拟与分析。在RFCC过程模拟实验考察范围内,重油转化率随着反应温度的增加而增加,轻油收率则一直降低,丙烯收率持续增加;而随着停留时间的延长,重油转化率逐渐升高,轻油收率先增大后降低,丙烯收率一直增加。此外,由Aspen Plus软件对重油催化裂解过程与轻烃催化裂解过程集成技术的模拟研究表明,在TMP技术中重油与轻烃组合进料具有协同作用,相比于单独重油进料,丙烯和轻油收率均得到了提升。
胡胜勇[9]（2014）在《瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性及粉体堵漏机理》文中提出钻孔抽采是煤矿瓦斯灾害防治的主要技术措施，其中钻孔密封是决定瓦斯抽采效果的重要环节。然而瓦斯抽采过程中煤岩裂隙发育导致瓦斯抽采浓度低、衰减快，存在重大安全隐患：抽采系统内低浓度瓦斯易落入爆炸极限范围内，存在爆炸风险；孔外裂隙内高浓度氧气易引起煤体氧化自燃，可诱发瓦斯燃烧（或爆炸）。本文以提高瓦斯抽采浓度为切入点，对钻孔围岩渗流特性和粉体封堵机理进行了研究，为有效封堵孔外漏气裂隙提高瓦斯抽采浓度提供理论依据。主要成果如下：采用理论分析、模型试验和现场实测相结合的方法研究了钻孔周边裂隙区分布特性：（1）钻孔开挖形成的裂隙区范围是在巷道开挖形成的围岩裂隙区基础上沿钻孔轴向呈“先增、后减、随后稳定”的形式扩展；（2）钻孔开挖卸荷后，孔上、下方形成垮塌区，左右两侧形成破碎区，最终由圆形变成“类橄榄球”形，且其长轴与最大主应力方向垂直；（3）裂隙区内主要存在宏观和微观的直、弯折和分叉裂隙三种裂隙形态，大部分宏观裂隙的宽度和长度分别小于5mm和50mm。采用实验室试验和数值计算的方法研究了巷道及钻孔先后开挖引起的有效应力与渗透性演化特性：（1）巷道开挖使巷道径向方向依次形成完全渗流区（裂隙区）、过渡渗流区、渗流屏蔽区和原岩渗流区。钻孔开挖使“四区”以钻孔为对称轴沿钻孔方向继续扩展；（2）完全渗流区和渗流屏蔽区内煤体渗透率随有效应力增大而呈负指数递减变化，随瓦斯压力增大而降低；完全渗流区和渗流屏蔽区内的渗透率分别较原岩渗流区高2个数量级和低2倍以上；（3）对于低渗透性煤层，瓦斯抽采过程中渗流屏蔽区阻隔了本区及本区以外煤体瓦斯流入孔内，而巷道中空气却易经完全渗流区进入孔内，最终导致钻孔抽采浓度降低。应用双流体模型研究了裂隙内的气固两相流运动规律：（1）直裂隙发生堵塞前，底部颗粒沉积层以整体蠕动的方式向前运动，堵塞发生需要的时间尺度很小；（2）各种影响因素的重要程度：加料量>表观气速>弯折角度，弯折裂隙的弯折角度对堵塞过程的影响较小；（3）分叉裂隙的主管段更易堵塞，钝角分叉裂隙比锐角更易于发生堵塞。利用自主构建的粉体封堵裂隙实验平台研究了粉体封堵直、弯折和分叉裂隙的堵塞特性：（1）弯折裂隙堵塞的临界粉体质量流量与气速间呈递增的关系。直裂隙发生堵塞的临界粉体质量流量也随气速的增大而增大，依次分为三个典型阶段：中速增长阶段、低速增长阶段和高速增长阶段，比弯折裂隙多了中速增长阶段；（2）随气速增大，弯折裂隙堵塞的临界粉体固气比呈幂指数递减变化，这与已有的研究理论和实验结果相一致。但不同的是，发现存在最小固气比，当气速大于最小固气比对应的气速时，固气比反而随气速的增大呈幂指数递增变化；（3）直、分叉裂隙堵塞的临界气速与固气比间呈“S”型关系，即随气速增大，固气比呈“增、减、增”变化。由于低气速输送粉体易造成管路堵塞，基于此，直、分叉裂隙也存在最小固气比；（4）建立了直、弯折和分叉裂隙堵塞边界的经验公式，其相对误差在合理范围内，可用于工程实践。研究成果在平煤股份八矿进行了应用，结果表明：采用本文研究成果后，钻孔瓦斯抽采浓度比原先增幅一倍以上。
纪律[10]（2011）在《循环流化床流动及磨损特性的DEM数值模拟》文中研究指明节能和环保是我国的两个重大问题,循环流化床燃烧技术因其较高的环保性能,受到了广泛的关注。但由于炉内气固两相流动的复杂性,物料的多次循环造成了炉内各部位不同程度的磨损。因此,研究和预防炉内磨损已经成为一个迫切需要解决的问题。由于循环流化床内流动十分复杂以及实验器材的制约,传统实验方法在循环流化床研究中存在很多的局限性。随着计算机技术的迅猛发展,越来越多的研究采用数值模拟的方法。本文采用欧拉-拉格朗日坐标系下的DEM软球模型在二维空间对循环流化床内气固两相流动进行了数值模拟,其中颗粒相采用DEM（离散单元法）,气相采用SIMPLER算法,气固两相之间采用基于牛顿第三定律的耦合模型。并用FORTRAN语言编制了相应的计算程序。采用编制的程序首先对单孔射流流化床的流动特性进行了数值模拟,假设不考虑传热、燃烧及颗粒转动,得到了不同时刻气固两相的流动情况,其中包括床高随入口空气流速的变化情况,颗粒的混合情况、空隙率的分布、气体相和固体相在空间中的速度分布、气固两相的流动特性等等。结果表明,随着入口空气流速的提高,流化床床层也会相应的升高。流化床中部的颗粒向上运动并向两边壁面方向扩散,在两边壁面处的颗粒向下运动,底层的颗粒受到喷动气流的卷吸作用而向中间汇聚。颗粒在空间的分布表现为上部为浓度较低的稀相区和下部为浓度较大的密相区。颗粒间相互碰撞、掺混,体现出循环流化床内气固两相流复杂而剧烈的运动。随后,根据数值模拟的结果,分析了循环流化床内颗粒浓度的分布规律以及颗粒碰撞壁面的位置、次数和速度,计算了壁面不同高度的磨损量。分析了冷态时循环流化床内的磨损特性,并提出了减少磨损的建议。结果表明,在循环流化床空间中,底部密相区的碰撞频率要高于稀相区,而稀相区中两边壁面的碰撞频率要高于中间区域。在密相区的颗粒对壁面的碰撞次数最多,磨损量也最大。本文的研究对今后运用数值模拟的方法进一步研究循环流化床内的传热及燃烧过程奠定了基础。
二、A New Method for Measurement of Local Solid Flux in Gas-Solid Two-phase Flow（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、A New Method for Measurement of Local Solid Flux in Gas-Solid Two-phase Flow（论文提纲范文）
（1）基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 颗粒聚团演化特性实验研究现状 |
| 1.2.1 颗粒聚团判别方式 |
| 1.2.2 颗粒聚团测量方法 |
| 1.2.3 颗粒聚团特征参数 |
| 1.3 颗粒聚团演化特性数值模拟研究现状 |
| 1.3.1 双流体模型 |
| 1.3.2 离散颗粒模型 |
| 1.4 国内外文献综述简析 |
| 1.5 本课题研究内容 |
| 第2章 提升管内气固两相流动特性模拟研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 离散颗粒软球模型 |
| 2.2.1 气相计算模型 |
| 2.2.2 颗粒相计算模型 |
| 2.2.3 气固相间动量交换 |
| 2.2.4 颗粒温度 |
| 2.3 初始条件及边界条件 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 颗粒体积分数分布 |
| 2.4.2 颗粒速度及颗粒温度分布 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于K-means算法的提升管内聚团特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 K-means聚类算法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 聚团尺寸及固含率 |
| 3.3.2 聚团运动特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于K-means算法的单个聚团演化过程研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单个聚团消散过程聚类分析 |
| 4.2.1 颗粒聚团识别 |
| 4.2.2 颗粒聚团速度场聚类分析 |
| 4.3 单个聚团聚合过程聚类分析 |
| 4.3.1 颗粒聚团识别 |
| 4.3.2 颗粒聚团速度场聚类分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于K-means算法的多聚团演化过程研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 聚团同向碰撞过程聚类分析 |
| 5.2.1 颗粒聚团识别 |
| 5.2.2 颗粒聚团速度场聚类分析 |
| 5.3 聚团异向碰撞过程聚类分析 |
| 5.3.1 颗粒聚团识别 |
| 5.3.2 颗粒聚团速度场聚类分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
（2）喷动流化床内B类颗粒流动规律与团聚特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 流态化现象及流型转变 |
| 1.2.1 流态化颗粒类别 |
| 1.2.2 流型分类 |
| 1.3 喷动流化床的工业应用 |
| 1.3.1 煤气化 |
| 1.3.2 生物质热解 |
| 1.3.3 造粒与包覆 |
| 1.3.4 物料干燥与混合 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 喷动流化床内流动规律 |
| 1.4.2 颗粒团聚特性 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.6 研究内容和总体思路 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 总体思路 |
| 1.7 本章小结 |
| 第二章 喷动流化床气固流动结构及其特征分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 喷动流化床试验系统 |
| 2.2.1 喷动流化床 |
| 2.2.2 气体定量供给单元 |
| 2.2.3 压力信号测量与处理单元 |
| 2.2.4 可视化单元 |
| 2.2.5 试验物料及操作步骤 |
| 2.3 喷动流化床气固流动结构 |
| 2.3.1 典型气固流动结构 |
| 2.3.2 流动结构分析 |
| 2.4 压力脉动信号特征分析 |
| 2.4.1 标准差分析 |
| 2.4.2 功率谱分析 |
| 2.5 流动相图及转变规律 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 喷动流化床中湍动流化转变速度 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 湍动流化 |
| 3.2.1 湍动流化现象及转变速度定义 |
| 3.2.2 压力梯度波动标准差 |
| 3.2.3 压力梯度波动标准差基本分布规律 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 静止床高的影响 |
| 3.3.2 喷动气速的影响 |
| 3.3.3 喷口宽度的影响 |
| 3.3.4 颗粒粒径的影响 |
| 3.3.5 沿床高的变化 |
| 3.4 预测关联式 |
| 3.4.1 现有预测关联式 |
| 3.4.2 本文关联式 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 喷动流化床内颗粒团聚规律及其特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 图像采集及处理方法 |
| 4.3 颗粒团聚图像识别方法 |
| 4.4 典型颗粒团聚结构及其演变 |
| 4.4.1 倒U形颗粒团聚结构 |
| 4.4.2 U形颗粒团聚结构 |
| 4.4.3 环核型颗粒团聚结构 |
| 4.4.4 带状颗粒团聚结构 |
| 4.4.5 网状颗粒团聚结构 |
| 4.5 颗粒团聚分率的表征 |
| 4.6 颗粒团聚特性 |
| 4.6.1 静止床高的影响 |
| 4.6.2 气速配比的影响 |
| 4.6.3 喷口宽度的影响 |
| 4.6.4 颗粒粒径的影响 |
| 4.6.5 沿床高的变化 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 主要结论与展望 |
| 5.1 主要结论与创新点 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）生物质气化流化床内复杂气固两相反应流动的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 开发新能源的重要性 |
| 1.2 生物质能源简述 |
| 1.2.1 生物质气化过程 |
| 1.2.2 生物质气化工艺类型 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 生物质气化过程的试验研究 |
| 1.3.2 气固反应数值模拟方法 |
| 1.4 研究目的及研究内容 |
| 第二章 数学模型和数值方法 |
| 2.1 MP-PIC方法 |
| 2.1.1 气相控制方程 |
| 2.1.2 固相控制方程 |
| 2.2 化学反应模型 |
| 2.2.1 热解模型 |
| 2.2.2 气相燃烧模型 |
| 2.3 本章总结 |
| 第三章 喷动床内气固两相反应流动的数值模拟 |
| 3.1 冷态喷动床数值模拟 |
| 3.2 热态喷动床数值模拟 |
| 3.3 宏观气固流动特性 |
| 3.4 固相运动及喷动环隙边界 |
| 3.5 气相温度分布特性 |
| 3.6 导热系数和比热容分布特性 |
| 3.7 密度和粘度分布特性 |
| 3.8 固相停留时间特性 |
| 3.9 颗粒雷诺数和滑移速度分布特性 |
| 3.10 气体组分分布特性 |
| 3.11 气-固通量分布特性 |
| 3.12 颗粒空隙率和传热系数特性 |
| 3.13 固相温度分布特性 |
| 3.14 生物质的质量分布与化学反应速率 |
| 3.15 生物质成分的耗散性 |
| 3.16 颗粒运动轨迹分布 |
| 3.17 生物质成分分布特性 |
| 3.18 本章小结 |
| 第四章 双体流化床内气固流动特性的研究 |
| 4.1 双体流化床生物质气化数值模拟 |
| 4.1.1 数值模拟对象 |
| 4.1.2 网格敏感性分析 |
| 4.1.3 模型验证 |
| 4.2 气固流动宏观特性 |
| 4.3 气-固通量分布特性 |
| 4.4 气体分布特性 |
| 4.5 气固温度和密度分布特性 |
| 4.6 传热系数和雷诺数分布特性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 硕士期间发表文章 |
（4）粉体稠密气力输送研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 气力输送工业应用背景 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 气力输送实验研究进展 |
| 1.3.2 气力输送数值模拟研究进展 |
| 1.3.3 研究现状及存在问题的综合评述 |
| 1.4 本文的研究目标和研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 描述稠密粉体运动数学模型的建立 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数学模型的构建 |
| 2.2.1 颗粒间相互作用力 |
| 2.2.2 气相控制方程 |
| 2.2.3 颗粒与流体间相互作用力 |
| 2.3 模型的数值求解方法 |
| 2.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 稠密粉体运动数学模型的实验验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 稠密粉体水平管气力输送可视化实验及对数值模拟结果的验证 |
| 3.2.1稠密粉体水平管气力输送可视化实验 |
| 3.2.2 稠密粉体水平管气力输送数值模拟结果验证 |
| 3.3 高压密相气力输送压降验证 |
| 3.4 不同物料料仓下料混合过程实验及验证 |
| 3.4.1 料仓结构及物料参数 |
| 3.4.2 实验方法 |
| 3.4.3 实验结果及模型验证 |
| 3.5 相同物料卸料流动实验及验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 稠密粉体水平管气力输送流型演变规律的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 稠密粉体气力输送物理模型与输送参数 |
| 4.3 输送条件对输送流型演变的影响 |
| 4.3.1 表观气速对输送流型的影响 |
| 4.3.2 输送固气比对输送流型的影响 |
| 4.3.3 颗粒粒径对输送流型的影响 |
| 4.3.4 输送压力对输送流型的影响 |
| 4.4 输送条件对流动特性的影响 |
| 4.5 不同流型的物理性质 |
| 4.6 固相浓度信号分析及流型分区 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 弯管内稠密粉体气力输送固相流动特性的研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 弯管结构及数值计算条件 |
| 5.3 弯管系统固相流动特性 |
| 5.3.1 弯管内固相流动分析 |
| 5.3.2 表观气速的影响 |
| 5.3.3 曲率半径的影响 |
| 5.3.4 颗粒粒径的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 锥形料仓内粉体流动特性及混合特性的研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 锥形料仓物理模型及模拟条件 |
| 6.3 数值结果与分析 |
| 6.3.1 料仓结构对卸料流型的影响 |
| 6.3.2 料仓结构对卸料流率的影响 |
| 6.3.3 料仓结构对两种粉体卸料混合特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（5）流化床内稠密气固两相反应流的欧拉-拉格朗日数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气固两相流动的分类 |
| 1.3 稠密气固两相流的概念及研究方法 |
| 1.4 稠密气固两相流的多尺度模拟策略 |
| 1.5 国内外研究进展 |
| 1.5.1 稠密气固两相反应系统的CFD-DEM数值模拟 |
| 1.5.2 稠密气固两相反应系统的MP-PIC数值模拟 |
| 1.5.3 稠密气固两相反应系统的全循环欧拉-拉格朗日数值模拟 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 数学模型和数值方法 |
| 2.1 CFD-DEM方法 |
| 2.1.1 流体运动控制方程 |
| 2.1.2 颗粒运动控制方程 |
| 2.1.3 曳力模型 |
| 2.1.4 传热模型 |
| 2.1.5 化学反应模型 |
| 2.1.6 耦合及并行算法 |
| 2.2 MP-PIC方法 |
| 2.2.1 流体运动控制方程 |
| 2.2.2 颗粒运动控制方程 |
| 2.2.3 气固相间耦合 |
| 2.2.4 化学反应模型 |
| 2.3 数值方法验证 |
| 2.3.1 小尺度鼓泡流化床 |
| 2.3.2 大尺度鼓泡流化床 |
| 2.3.3 循环流化床提升管 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 流化风速对循环流化床内颗粒运动的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 颗粒混合和耗散 |
| 3.1.2 颗粒停留时间 |
| 3.1.3 颗粒速度和受力 |
| 3.2 模拟工况 |
| 3.3 流化风速对颗粒混合的影响 |
| 3.4 流化风速对颗粒停留时间的影响 |
| 3.5 流化风速对颗粒受力及速度的影响 |
| 3.6 流化风速对颗粒耗散的影响 |
| 3.7 流化风速对颗粒拟温度的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 环状构件对循环流化床系统性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟工况 |
| 4.3 宏观气固流动 |
| 4.4 固相通量 |
| 4.5 压降特性 |
| 4.6 固相循环流率 |
| 4.7 颗粒停留时间 |
| 4.8 固相耗散 |
| 4.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 双侧返料循环流化床内气固流动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟工况 |
| 5.3 瞬态启动 |
| 5.4 宏观气固流动 |
| 5.5 压强信号 |
| 5.6 颗粒停留时间 |
| 5.7 固相返混 |
| 5.8 气固非均匀性的改善 |
| 5.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 六分离器循环流化床内气固流动特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模拟工况 |
| 6.3 宏观气固流动特性 |
| 6.4 气固不均匀分配 |
| 6.5 提升管内颗粒聚团行为 |
| 6.6 气固通量特性 |
| 6.7 固相返混强度 |
| 6.8 颗粒尺度信息 |
| 6.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 流化床内气固传热特性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 传热模型的检验和验证 |
| 7.2.1 单颗粒传热 |
| 7.2.2 鼓泡床传热 |
| 7.3 不同工况对鼓泡床传热特性的影响 |
| 7.3.1 宏观气固流动 |
| 7.3.2 流体速度的影响 |
| 7.3.3 粒径的影响 |
| 7.4 循环流化床传热特性 |
| 7.4.1 参数设置和网格无关性检验 |
| 7.4.2 宏观气固流动 |
| 7.4.3 颗粒温度分布 |
| 7.4.4 颗粒温度演变 |
| 7.4.5 旋风分离器的磨损 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 流化床内生物质气化的CFD-DEM模拟研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 反应模型 |
| 8.2.1 蒸发 |
| 8.2.2 热解 |
| 8.2.3 气化 |
| 8.2.4 燃烧 |
| 8.3 模型验证 |
| 8.4 参数敏感性分析 |
| 8.5 模拟工况 |
| 8.6 粒径的影响 |
| 8.7 床温的影响 |
| 8.8 水蒸气/生物质比的影响 |
| 8.9 流化风量的影响 |
| 8.10 释料位置的影响 |
| 8.11 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第9章 流化床内生物质气化燃烧的MP-PIC模拟研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 实验室尺度串行流化床生物质气化特性 |
| 9.2.1 参数设置 |
| 9.2.2 参数敏感性分析 |
| 9.2.3 宏观气固流动特性 |
| 9.2.4 气化反应特性及检验验证 |
| 9.3 中试尺度循环流化床固废燃烧特性 |
| 9.3.1 参数设置 |
| 9.3.2 参数敏感性分析 |
| 9.3.3 宏观气固流动特性 |
| 9.3.4 燃烧反应特性 |
| 9.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第10章 全文总结与展望 |
| 10.1 全文总结 |
| 10.2 创新点归纳 |
| 10.3 工作展望 |
| 作者简介 |
（6）气-液-固三相流动体系的介尺度模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 气-液-固流化床内的流体力学的实验考察 |
| 1.1.1 非侵入式测量技术 |
| 1.1.2 侵入式测量技术 |
| 1.2 气-液-固流动体系的计算流体动力学研究 |
| 1.3 气-液-固流动系统的多尺度结构 |
| 1.3.1 流型分布 |
| 1.3.2 轴径向结构特点及机理建模 |
| 1.4 气-液-固流化床的全局机理模型研究 |
| 1.4.1 基于气泡尾涡结构与流动行为特点的机理模型 |
| 1.4.2 基于气泡与颗粒运动行为的机理模型 |
| 1.4.3 基于流型的机理模型 |
| 1.4.4 基于介科学的EMMS原理的机理模型 |
| 1.5 目前研究存在的问题及进一步研究的方向 |
| 1.5.1 亟待解决的问题 |
| 1.5.2 本课题研究内容 |
| 1.5.3 本课题难点 |
| 1.5.4 本课题创新点 |
| 第2章 气-液-固流化床的全局流动的实验以及模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气-液-固膨胀床的实验开展 |
| 2.2.1 实验装置流程和测试方法 |
| 2.3 气-液-固流化床三相流动行为的改进EMMS模型建立 |
| 2.3.1 模型建立步骤 |
| 2.3.2 模型假设 |
| 2.3.3 三相流化床内流动结构的尺度分解 |
| 2.3.4 守恒方程的建立 |
| 2.3.5 气泡尺寸的约束条件 |
| 2.3.6 目标函数建立 |
| 2.4 模型求解 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 气-液-固膨胀床 |
| 2.5.2 气-液-固循环流化床 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 气-液-固三相膨胀床轴向流动介尺度模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴向流动介尺度模型的建立 |
| 3.2.1 气-液-固膨胀床的轴向流区分解 |
| 3.2.2 模型假设 |
| 3.2.3 气-液-固膨胀床的尺度分解 |
| 3.2.4 气-液-固膨胀床底部密相主体区的流体力学特性 |
| 3.2.5 轴向流动介尺度模型的动量方程 |
| 3.2.6 轴向流动介尺度模型的连续性方程 |
| 3.2.7 气泡尾涡的轴向流动行为 |
| 3.2.8 模型约束条件 |
| 3.2.9 轴向流动介尺度模型的目标函数 |
| 3.3 模型求解 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 轴向流动介尺度模型对三相膨胀床1的轴向流动参数的预测 |
| 3.4.2 表观液速对三相膨胀床1的轴向结构的影响 |
| 3.4.3 表观气速对三相膨胀流化床2的轴向结构的影响 |
| 3.4.4 尾涡夹带模型参数与三相膨胀床中的操作条件的的关系 |
| 3.4.5 三相膨胀流动系统3的流动结构 |
| 3.4.6 大(或重)固体颗粒的流化床的轴向流动结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 气-液-固循环流化床轴向流动介尺度模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 气-液-固循环流化床轴向流动介尺度模型建立 |
| 4.2.1 三相循环流化系统多尺度分解 |
| 4.2.2 轴向流动介尺度模型的平衡方程 |
| 4.2.3 模型约束条件 |
| 4.2.4 轴向流动介尺度模型的目标函数 |
| 4.2.5 颗粒团的轴向行为 |
| 4.3 模型求解 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 气-液-固循环流化床系统1的轴向流动行为 |
| 4.4.2 气-液-固流动系统2的流动参数的轴向分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 气-液-固流化床径向流动介尺度模型的初步研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气-液-固三相流化床径向流动介尺度机理模型建立 |
| 5.2.1 三相流动系统的主导机制以及模型假设 |
| 5.2.2 气-液-固流化床中的流动结构的多尺度分解 |
| 5.2.3 剪应力方程的推导 |
| 5.2.4 动量与连续性方程的推导 |
| 5.2.5 气泡及其尾涡的流动特性的数学描述 |
| 5.2.6 模型约束条件 |
| 5.2.7 目标函数 |
| 5.3 模型求解 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 表观气速对径向结构的影响 |
| 5.4.2 表观液速对径向结构的影响 |
| 5.4.3 颗粒循环速度对径向结构的影响 |
| 5.4.4 操作条件对气泡与颗粒加速度径向分布的影响 |
| 5.4.5 悬浮输送能的径向分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 附录C |
| 附录D |
| 附录E |
| 附录F |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（7）基于中煤柱浮选过程的多流态强化机理与能量耗散规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题的背景及意义 |
| 1.3 课题的主要研究内容、方法及技术路线 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 中煤再选研究进展 |
| 2.2 浮选过程中的多相流问题及其进展 |
| 2.3 柱浮选设备在细粒分选领域存在的问题 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 中煤基础浮选试验研究 |
| 3.1 中煤基础试验研究仪器 |
| 3.2 中煤样品可浮性研究 |
| 3.3 中煤样品矿物质赋存特性 |
| 3.4 中煤小浮选试验研究 |
| 3.5 中煤浮选条件 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 多流态强化机理试验研究原理 |
| 4.1 试验研究内容 |
| 4.2 浮选柱平均气含率的测定 |
| 4.3 局部气含率的测定 |
| 4.4 浮选柱内气相与液相停留时间分布的测定 |
| 4.5 浮选柱各段内气-液两相流流型的测量 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 浮选柱多流态强化机理试验研究 |
| 5.1 旋流强度对浮选柱平均气含率的影响 |
| 5.2 浮选柱内局部气含率的研究 |
| 5.3 旋流强度对浮选柱内气相停留时间的影响 |
| 5.4 旋流强度对浮选分离过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 浮选柱内流型转换与能量耗散规律的研究 |
| 6.1 浮选柱内各段流型试验研究 |
| 6.2 旋流衰减对浮选分离过程的影响 |
| 6.3 浮选柱能量耗散规律研究 |
| 6.4 浮选柱操作特性曲线及操作稳定性的研究 |
| 6.5 本章小节 |
| 7 基于流场强化的中煤柱浮选试验研究与浮选工艺研究 |
| 7.1 旋流结构对中煤柱分选回收的影响 |
| 7.2 中煤柱浮选工艺的研究 |
| 7.3 中煤柱浮选过程特征与浮选动力学研究 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）技术提升管反应器的模型化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）技术简述 |
| 1.3 催化裂化/裂解提升管反应器关键过程模型 |
| 1.3.1 反应动力学模型 |
| 1.3.2 多相流动模型 |
| 1.4 催化裂化/裂解提升管反应器流动-反应耦合模型 |
| 1.4.1 一维流动模型耦合集总动力学模型 |
| 1.4.2 CFD流动-反应耦合模型 |
| 1.5 反应器网络降阶模型 |
| 1.6 研究现状与存在问题 |
| 1.7 本论文主要研究工作 |
| 第二章 TMP工艺十集总动力学模型 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 TMP工艺技术原理和特点 |
| 2.3 反应动力学模型构建 |
| 2.3.1 模型选择 |
| 2.3.2 集总划分与反应规则 |
| 2.3.3 模型方程推导与建立 |
| 2.4 模型参数估计 |
| 2.4.1 参数估计策略 |
| 2.4.2 参数估计算法 |
| 2.4.3 实验数据采集 |
| 2.4.4 参数求取与分析 |
| 2.5 十集总动力学模型参数验证 |
| 2.6 十集总动力学模型应用 |
| 2.6.1 与十一集总动力学模型对比 |
| 2.6.2 单段提升管计算 |
| 2.6.3 两段提升管计算 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 EMMS曳力模型与多流域提升管CFD模拟 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 模拟对象 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.3.1 双流体模型 |
| 3.3.2 EMMS模型方程 |
| 3.3.3 EMMS模型简化与求解 |
| 3.3.4 EMMS曳力模型与双流体模型耦合方式 |
| 3.3.5 模型参数设置 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 曳力系数和修正因子 |
| 3.4.2 直接耦合与间接耦合对比 |
| 3.4.3 多流域提升管CFD模拟 |
| 3.5 模型参数研究 |
| 3.5.1 颗粒聚团直径关联式的影响 |
| 3.5.2 颗粒碰撞恢复系数的影响 |
| 3.5.3 颗粒-壁面碰撞恢复系数的影响 |
| 3.5.4 粘性应力模型的影响 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 提升管等效反应器网络流动模型 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 模拟对象 |
| 4.3 CFD流动模型 |
| 4.3.1 模型方程、边界条件与模型求解 |
| 4.3.2 结果分析与讨论 |
| 4.4 等效反应器网络模型 |
| 4.4.1 反应器网络结构与“等效” |
| 4.4.2 结构六参数性质分析 |
| 4.4.3 确定模型参数n、s和t |
| 4.4.4 反应器网络的等效判定 |
| 4.4.5 其他提升管分区方案 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 反应条件下的等效反应器网络降阶模型 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 模拟对象 |
| 5.3 CFD流动-反应耦合模型 |
| 5.3.1 模型方程 |
| 5.3.2 模型参数设置 |
| 5.3.3 流场分析与讨论 |
| 5.4 等效反应器网络模型 |
| 5.4.1 确定结构参数n和s |
| 5.4.2 确定结构参数t |
| 5.5 ERN模型与传统流动-反应耦合模型对比 |
| 5.5.1 ERN模型验证 |
| 5.5.2 提升管反应器轴向温度分布 |
| 5.5.3 提升管反应器轴向产物分布 |
| 5.6 基于ERN模型的过程模拟与分析 |
| 5.6.1 过程建模 |
| 5.6.2 操作条件对重油催化裂解产物分布的影响 |
| 5.6.3 重油催化裂解与轻烃催化裂解过程集成建模与分析 |
| 5.7 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性及粉体堵漏机理（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| Extended Abstract |
| 目录 |
| 图清单 |
| 表清单 |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 钻孔周边煤岩漏气特性研究现状 |
| 1.3 气固两相流动、沉积及堵塞研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 钻孔周边煤岩裂隙区分布特征 |
| 2.1 钻孔轴向裂隙区分布理论分析 |
| 2.2 钻孔径向裂隙区分布模型试验 |
| 2.3 钻孔周边煤岩裂隙实测 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性 |
| 3.1 含瓦斯煤变形破坏过程中的渗透试验 |
| 3.2 巷道及钻孔先后开挖引起的有效应力与渗透性变化 |
| 3.3 钻孔周边煤体渗透性演化 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 裂隙内气固两相流堵塞试验 |
| 4.1 试验系统 |
| 4.2 试验参数 |
| 4.3 粉料质量流量与转速的关系 |
| 4.4 试验步骤 |
| 4.5 弯折裂隙堵塞特性 |
| 4.6 直裂隙和分叉裂隙堵塞特性 |
| 4.7 裂隙堵塞特性的数学模型 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 裂隙内气固两相流数值模拟 |
| 5.1 裂隙内气固两相流动模型 |
| 5.2 数值计算参数 |
| 5.3 直裂隙内气固两相流动特性 |
| 5.4 弯折裂隙内气固两相流动特性 |
| 5.5 分叉裂隙内气固两相流动特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 现场工程验证 |
| 6.1 试验工作面概况 |
| 6.2 对比孔与试验孔布置 |
| 6.3 孔外各渗流区的现场验证 |
| 6.4 裂隙堵塞条件的现场验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）循环流化床流动及磨损特性的DEM数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 循环流化床技术简介 |
| 1.3 气固两相流的流动特点及研究方法 |
| 1.3.1 流化态现象及分类 |
| 1.3.2 气固两相流的研究方法 |
| 1.4 稠密气固两相流的数值模拟 |
| 1.4.1 欧拉-欧拉模型 |
| 1.4.2 欧拉-拉格朗日模型 |
| 1.5 DEM 数值模拟的创立和发展概况 |
| 1.6 DEM-CFD 方法在循环流化床数值模拟中的应用 |
| 1.7 本文的主要工作 |
| 第2章 气固两相流动的DEM-CFD 数值模拟方法 |
| 2.1 固相的DEM 方法原理和碰撞力学模型 |
| 2.1.1 颗粒运动的控制方程 |
| 2.1.2 颗粒碰撞的受力分析 |
| 2.1.3 颗粒碰撞的搜索算法 |
| 2.1.4 整体坐标和局部坐标的转换 |
| 2.2 气相的计算流体动力学(CFD)方法原理 |
| 2.2.1 气相控制方程 |
| 2.2.2 气相控制方程的求解 |
| 2.2.3 亚松弛迭代 |
| 2.2.4 确定流体的出口法向流速 |
| 2.2.5 出口流速的提升方法 |
| 2.3 气固两相之间耦合过程 |
| 2.3.1 气固两相间的受力分析 |
| 2.3.2 孔隙率的计算 |
| 2.3.3 时间步长的选定 |
| 2.3.4 气固两相之间耦合过程的数据传递 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 颗粒自由落体堆积过程的模拟 |
| 3.1 自由堆积过程的计算流程 |
| 3.2 重力沉降过程的计算参数 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 循环流化床流动特性的数值模拟 |
| 4.1 程序的计算过程 |
| 4.2 模拟结果及分析 |
| 4.2.1 临界流化速度 |
| 4.2.2 循环流化床气固两相流整体的模拟结果 |
| 4.2.3 颗粒及气体的速度分布 |
| 4.2.4 流化床内颗粒运动规律的研究分析 |
| 4.2.5 空隙率的分布 |
| 4.2.6 颗粒碰撞的细节演示 |
| 4.2.7 弹性系数不同时对模拟结果的影响 |
| 4.2.8 不同曳力模型的模拟结果比较 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 循环流化床磨损特性的数值模拟 |
| 5.1 循环流化床中的磨损特性 |
| 5.2 影响循环流化床受热面磨损的因素 |
| 5.2.1 循环流化床内物料总体的循环形式 |
| 5.2.2 运行参数的影响 |
| 5.2.3 床料特性的影响 |
| 5.3 冲蚀磨损的数值模拟 |
| 5.3.1 流化床内不同空间区域颗粒的浓度分布 |
| 5.3.2 流化床内不同空间区域颗粒的碰撞频率 |
| 5.3.3 流化床壁面不同区域颗粒的撞击频率 |
| 5.3.4 流化床壁面不同区域冲蚀磨损的磨损量 |
| 5.4 预防磨损的措施 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
四、A New Method for Measurement of Local Solid Flux in Gas-Solid Two-phase Flow（论文参考文献）
- [1]基于聚类算法的提升管内颗粒聚团演化特性研究[D]. 邓爱明. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]喷动流化床内B类颗粒流动规律与团聚特性研究[D]. 付爽. 江南大学, 2021
- [3]生物质气化流化床内复杂气固两相反应流动的数值模拟研究[D]. 樊飞虎. 昆明理工大学, 2021(01)
- [4]粉体稠密气力输送研究[D]. 孙珊珊. 东南大学, 2019(05)
- [5]流化床内稠密气固两相反应流的欧拉-拉格朗日数值模拟研究[D]. 王帅. 浙江大学, 2019(04)
- [6]气-液-固三相流动体系的介尺度模型研究[D]. 马永丽. 天津大学, 2019(06)
- [7]基于中煤柱浮选过程的多流态强化机理与能量耗散规律研究[D]. 孙凤杰. 中国矿业大学, 2017(04)
- [8]两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）技术提升管反应器的模型化[D]. 杜玉朋. 中国石油大学(华东), 2016(06)
- [9]瓦斯抽采钻孔周边煤岩渗流特性及粉体堵漏机理[D]. 胡胜勇. 中国矿业大学, 2014(12)
- [10]循环流化床流动及磨损特性的DEM数值模拟[D]. 纪律. 华北电力大学, 2011(04)