螺旋沉降离心机固相颗粒的动力研究

本文推导了卧式螺旋沉降离心机中二维流动下的固相颗粒受力方程及运动方程,同时考虑了颗粒与螺旋叶片的相对滑动、哥氏力、惯性力及液体二次流对颗粒的影响,使受力公式具有一般化的特点.     

加料机单、双头螺旋对颗粒群接触力的影响

为研究螺旋加料机不连续加料过程中颗粒群的运动特性及变化规律,研究了单、双头螺旋对颗粒群接触力的影响.以1. 5 mm直径小米颗粒为研究对象,基于Hertz-Mindlin颗粒无滑动接触模型,对颗粒之间接触力以及颗粒群与螺旋加料料管内壁接触力进行分析,建立了具有分料装置的螺旋加料模型;采用EDEM离散元软件,以间歇转动60°的方式对小米颗粒不连续加料过程进行数值仿真,得到了颗粒间接触力和颗粒群对螺旋加料料管内壁正向和切向压力的分布,比较了240 r·min~(-1)转速下单、双头螺旋输送中颗粒群接触力分布特点.结果表明:单头螺旋输送物料时,颗粒之间比较紧实,但颗粒在内壁接触处易翻滚;双头螺旋输送物料时,颗粒在内壁接触处不易翻滚,更易随轴作轴向运动,颗粒群的一致性更稳定.     

集雪器螺旋叶片的结构参数优化及动力特性

对小型除雪机螺旋集雪器的结构参数进行了优化设计,并进行了动力学特性分析.对雪颗粒在螺旋叶片上的运动进行了分析,建立螺旋叶片上雪颗粒运动的数学模型,得到螺旋叶片的结构参数与雪颗粒运动速度的关系,确定了螺旋叶片的外环直径、内环直径、螺距及转速等参数的最优值.通过对集雪器螺旋叶片进行力学分析,得到螺旋叶片受力时的应力分布和位移变形情况,确定了螺旋叶片厚度的最优值.应用模态分析方法,分析了集雪器的工作转速对螺旋叶片振动性能的影响.分析结果表明,经参数优化后的除雪机效率更高,在许用工作转速内,动态性能稳定,不会发生共振现象.     

背叶片对固液两相螺旋离心泵轴向力与流场的影响

基于相对坐标系下的雷诺时均N-S方程和RNG湍流模型,采用非结构化混合网格技术和SIMPLEC算法,对带有叶轮背叶片的螺旋离心泵进行全三维数值模拟.通过改变叶轮背叶片数目和宽度设计出5种不同螺旋离心泵叶轮方案,并分别以清水和固液为介质,对各种方案下泵内流动进行全三维数值模拟,获得螺旋离心泵叶轮无背叶片和不同背叶片数目及宽度下流场及轴向力变化趋势和规律.结果表明:清水介质以及不同固相颗粒体积分数下轴向力具有几乎一致的变化规律,且轴向力大小随固相颗粒体积分数的增大而增大.背叶片对叶轮轴向力大小和方向均有影响,背叶片数目、宽度对于平衡轴向力均存在最优值且对后腔及蜗壳内部流动有较大影响.背叶片对后腔间隙及蜗壳内固相颗粒体积分数分布及压力分布影响较大.背叶片消耗一定的轴功率,其宽度变化对轴功率影响较大,数目对轴功率的影响有最优值.     

用Lagrange方法分析颗粒在湍流场中的运动

用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法推导了固体小颗粒在湍流场中的无因次运动方程，给出了该方程的一个线性微分方程形式。求解了颗粒在湍流场中的湍流运动特性，包括颗粒的能量频谱、颗粒速度方均值、Ｌａｇｒａｎｇｅ相关函数及颗粒的湍流扩散，同时给出了颗粒线性微分运动方程的通解。     

螺旋磁——对麦克斯韦方程的修正

矢量磁和螺旋磁是磁能传播的两种基本形式,既往的研究对螺旋磁无知,造成电磁基本物理参量的缺失,并使麦克斯韦方程成为不封闭的超定方程。该文提出螺旋磁概念,引入螺旋磁散度公式,使麦克斯韦方程组得以封闭,推导了矢、螺复合的电磁波方程。     

螺旋输送器的结构建模与数值模拟分析

为了优化设计一种可以模拟黄河泥沙分离的螺旋输送器模型,较细致地研究了螺旋的几何形状、作用在颗粒上的力以及模拟设计适应黄河泥沙分离用的卧螺离心机,优化分析了各个作用力对分离颗粒的受力情况,然后通过数值模拟螺旋输送器对液流中颗粒的作用状况,简单地分析了液流在螺旋输送器作用下的主要特征及其建模理论．最终选择椭圆形作为螺旋形状,采用幂函数来模拟螺旋旋转过程．     

耦合颗粒形态和粗糙表面影响的摩擦副热效应

文章引入颗粒形态和表面粗糙度的影响,结合雷诺方程、粘温方程、颗粒和微凸体变形及能量方程等建立了颗粒和微凸体接触时的摩擦模型;探讨了颗粒形状分别为圆形和六边形,微凸体轮廓分别为余弦和圆弧时,颗粒和摩擦副的接触温度及其对流体的温度、压力分布的影响;研究结果表明,圆形颗粒的承载量比六边形颗粒的承载量大,与微凸体的接触温度也较大,而存在圆形颗粒的流体摩擦力以及总摩擦力较小。     

平底筒仓中物料颗粒流动特性研究

大型封闭平底筒仓通过螺旋输送机的自转和公转运动将物料输送到筒仓卸料中心区,然后螺旋下降直到筒仓卸料完成。通过EDEM仿真软件,分析了平底筒仓中自由流动和螺旋机辅助卸料下物料颗粒的流动速度,对比分析了螺旋运动对物料颗粒速度的影响。研究得出:筒仓壁处的颗粒受到螺旋机的影响较大,而中间颗粒基本没有影响。距离螺旋机越近,物料颗粒速度波动越大。该筒仓适用于自由流动和非自由流动大面积散体物料的储存,如土豆淀粉、煤、粉煤灰、石膏等物料,有储存利用率高,环境污染低等显著优势。     

颗粒在水轮机转轮内的运动轨迹研究

根据颗粒在流场中的受力公式,推导出了低Re下颗粒在水轮机各通流部件上绝对运动的运动轨迹通解方程及高Re下的轨迹计算方程.在采用相对坐标的基础上,推导出了颗粒在水轮机转轮内的运动轨迹方程.还计算了不同颗粒在水轮机转轮内的运动轨迹.     

The Heat-swimming Force on the Fiber-like Particle in Noncon-formity Temperature Fluid

Fiber-like particle suspensions are common in both nature and industry, yet research on them is still in its infancy. This paper focuses on the theoretical analysis of the heat-swimming force operating on the fiber-like particle in nonconformity temperature fluid, and the approximate calculating formula has been proposed. It is indicated that the heat-swimming force on the fiber-like particle is in direct proportion to the temperature gradient of fluid, but it has opposite direction and that it is restrained by the particle volume, the fluid viscosity and density rather than by the particle density.     

水涡轮机械流场中的颗粒运动

从流体力学的基本理论出发，分析了固体颗粒在任意流场中的受力，导出了该流场中稀疏固体颗粒的运动方程，同时导出了固体颗粒在柱坐标系下的水涡轮机械流场中的运动控制微分方程式，给出了求解颗粒运动的数值计算方法，并求解了固体颗粒在一混流式水轮机转轮流场中的运动轨迹。     

用矢量法研究粒子在有心力场中的运动

本文根据粒子在有心力场中运动遵从牛顿运动定律，直接应用矢量方法，简单地推导出粒子运动轨道方程和库仑散射公式，这种方法简单，物理意义明确。     

再谈功的定义

根据质点动能定理的推导过程，评述功的定义式中的位移应是力所作用的质点的位移，提出功的定义式的又一表达形式     

低浓度固液两相流颗粒相本构关系的动理学分析

固液两相流的动理学理论认为固体颗粒相可用Boltzmann方程描述。从流场中的颗粒受力分析出发 ,应用动理学的 Chapman- Enskog法 ,探讨了低浓度固液两相流下的 Boltzmann方程的二阶近似解和颗粒相本构关系。结果表明 ,尽管颗粒所受相间力与两相脉动速度有关 ,但在两相脉动速度近乎无关的极限条件下 ,颗粒速度分布函数和颗粒相本构关系与快速颗粒流的相同。这样的极限条件在含粗重颗粒的两相流中可以近似实现     

关于Runge—Lenz矢量应用的探讨

为了能方便地研究平方反比有心力场质点的运动规律，通过引入Runge-Lenz矢量，十分简便地得到了质点的轨道方程，能量判据和卢瑟福散射公式，并能简单处理索莫菲的电子椭圆轨道理论，这一方法可以简化公式推导，降低掌握有心力知识的难度。     

煤粉炉炉膛内颗粒对流换热模型及其应用

提出了炉膛内单颗粒碰撞壁面导热模型，建立了颗粒流冲刷壁面的气固两相流模型，经理论推导，得到了单位壁面上颗粒的对流换热系数表达式，据此表达式对正常工交炉内颗粒对流换热强度进行了估算，并对炉内异常流动工况－火焰严重刷墙时颗粒对流换热强度进行了分析，获得了有益的结论。     

喷动流化床气固流动特性的三维数值模拟

采用离散元方法（DEM）,在用欧拉方法处理气相场的同时用拉格朗日方法处理离散颗粒场,对喷动流化床煤部分气化炉内的气固流动进行了三维数值模拟．直接跟踪床内每一个离散颗粒,考虑了碰撞力、携带力、重力、剪切提升力和Magnus升力,颗粒碰撞采用软球模型．获得了喷动流化床典型操作参数下的流动结构、颗粒的受力、颗粒的速度分布、气体和颗粒的湍流强度等结果．结果表明,颗粒之间碰撞率随着喷动气速的增大而增大,随粒径的增大而减小,然而颗粒与壁面的碰撞率受喷动气速和粒径的影响不明显．颗粒的运动受重力、携带力和碰撞力主导,除喷动区与环形区交界外,Magnus力和Saffman力可以忽略．气体湍流强度是颗粒湍流强度的2～3倍,近壁面区的气体和颗粒的湍流强度均较小．     

单个气泡在加压液-固流化床中上升速度的模型与计算

以考虑浮力、液相粘性阻力和颗粒相碰撞力的气泡受力平衡关系式为基础,发展并建立了加压液一固流化床中单个球形气泡上升速度的理论模型．针对不同的床内压力和颗粒相体积分数,计算了单个气泡在加压液一固流化床中的上升速度,并与实验测量数据进行了比较。