發(fā)布時間：2024-06-05 01:54

　　在化工、環(huán)境、能源、工業(yè)、石油等領域廣泛存在氣泡穿越固液兩相流動過程。在該過程中,氣泡作用下的顆粒運動和分布(沉降、懸浮、夾帶)很大程度上決定了固液分離效率和設備參數,但由于該過程是一個非穩(wěn)態(tài)、多尺度的復雜多相流動過程,關于其流動機制與顆粒分布規(guī)律的研究十分有限,因此本文以氣泡穿越固液兩相過程作為研究對象,采用數值模擬的方法對氣泡穿越固液兩相流動過程中氣泡的運動和顆粒的運動分布規(guī)律進行理論研究,揭示該流動過程以及顆粒的分布規(guī)律;分析不同粒徑下單、雙氣泡以及氣泡群的運動及其對顆粒運動和分布的影響,以期加深對該過程氣液固三相流動分布特征的認識、完善優(yōu)化現有的多相流動相關設備,并且為新型多相流設備的開發(fā)提供理論基礎。本文建立了CFD-DPTM-VOF三相流動模型,該模型將Euler和Lagrange方法相結合,將流體視為連續(xù)相,對氣液界面的追蹤采用VOF模型;將分散相顆粒視為離散相,對顆粒的跟蹤計算采用確定性顆粒軌道模型(DPTM),在Fluent15.0和Visual Studio2013平臺上對氣泡穿越固液池的顆粒-液體-氣體三相流動過程進行數值模擬。在模擬過程中,首先驗證了網格的獨立性...

【文章頁數】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 多相流動研究現狀
        1.2.1 氣液固三相流動數值模擬研究現狀
        1.2.2 氣泡穿越固液兩相過程研究現狀
        1.2.3 研究現狀的總結
    1.3 主要研究工作
        1.3.1 研究目的及意義
        1.3.2 論文研究內容
        1.3.3 研究方法及技術路線
        1.3.4 研究創(chuàng)新點
2 數值模擬平臺的建立
    2.1 物理模型建立及基本假設
    2.2 三相流動數學模型的建立
        2.2.1 氣液兩相數學計算模型
        2.2.2 固相顆粒數學計算模型
    2.3 測量參數確定、計算條件與求解方法
    2.4 網格劃分及無關性分析
    2.5 模型及其算法的驗證
    2.6 本章小結
3 單/雙氣泡作用下顆粒運動及其夾帶規(guī)律研究
    3.1 未受氣泡擾動時不同粒徑顆粒的運動情況
    3.2 單氣泡的顆粒夾帶及其運動分布規(guī)律
        3.2.1 單氣泡作用下顆粒夾帶演變過程
        3.2.2 顆粒粒徑對顆粒夾帶規(guī)律的影響
        3.2.3 氣泡直徑對顆粒濃度分布的影響
    3.3 雙氣泡的顆粒夾帶及其運動分布規(guī)律
        3.3.1 雙氣泡作用下顆粒夾帶演變過程
        3.3.2 顆粒粒徑對顆粒夾帶規(guī)律的影響
        3.3.3 不同氣泡直徑對顆粒濃度分布的影響
        3.3.4 不同氣泡排列方式對顆粒濃度分布的影響
    3.4 本章小結
4 氣泡群作用下顆粒運動分布規(guī)律研究
    4.1 未受氣泡群擾動時不同粒徑顆粒的運動情況
    4.2 氣泡群的顆粒夾帶及其運動分布規(guī)律
        4.2.1 氣泡群作用下顆粒夾帶演變過程
        4.2.2 顆粒粒徑對顆粒夾帶規(guī)律的影響
        4.2.3 入口氣速對顆粒夾帶規(guī)律的影響
    4.3 固液懸浮液中氣泡群擾動下的顆粒運動分布
        4.3.1 氣泡群擾動下固液懸浮液中顆粒運動演變過程
        4.3.2 固液懸浮液中不同粒徑顆粒運動分布規(guī)律
        4.3.3 入口氣速對固液懸浮液中顆粒運動分布的影響
    4.4 本章小結
結論與展望
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：3989482