《大顆粒栓流垂直輸送氣固流體動力學研究》是依託清華大學，由李天津擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大顆粒栓流垂直輸送氣固流體動力學研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：李天津
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目基於一種新型的導流管式氣固夾帶顆粒直接進入提升管底部進行輸送的自動成栓方式，對Geldart D類大顆粒栓流垂直輸送氣固流體動力特性進行系統研究。通過高速攝像PIV測量技術，獲得導流管式氣固夾帶大顆粒的成栓特性及提升管內料栓的動態演化規律。通過高頻壓力信號測量及採用功率譜密度分析和小波分析方法進行分析，獲得提升管沿程的壓力脈動大小及周期性規律。採用無量綱方法表征料栓尺度和顆粒尺度的受力特徵，探討栓流垂直輸送壓力脈動大小及周期性特徵與料栓顆粒運動和演化特徵之間的內在聯繫。採用CFD-DEM耦合模型，從顆粒尺度對大顆粒栓流垂直輸送的料栓形成和運動過程進行數值模擬，分析顆粒團聚和分散對栓流動態演化的影響機理。本項目基於氣固兩相流、顆粒流和反應堆工程學科交叉思路，研究成果有望為工業氣力輸送過程的節能減排以及進一步提高核反應堆的運行經濟性，提供理論基礎、研究方法及設計最佳化依據。
結題摘要
本項目以高溫氣冷堆吸收球氣力輸送為背景，提出一種基於導流管氣固夾帶顆粒直接進入提升管底部進行輸送的非機械式自然成栓方式，對Geldart D類大顆粒栓流垂直輸送氣固流體動力特性進行系統研究。通過高速攝像PIV測量技術，獲得導流管氣固夾帶大顆粒的自然成栓特性及提升管內料栓的動態演化規律。通過高頻壓力測量及採用功率譜密度分析和小波分析方法進行分析，獲得提升管沿程的壓力脈動大小及周期性規律。採用無量綱方法表征料栓尺度和顆粒尺度的受力特徵，探討栓流垂直輸送壓力脈動大小及周期性特徵與料栓顆粒運動和演化特徵之間的內在聯繫。採用CFD-DEM耦合模型，從顆粒尺度對大顆粒栓流垂直輸送的料栓形成和運動過程進行數值模擬，分析顆粒團聚和分散對栓流動態演化的影響機理。研究發現，導流管氣固夾帶大顆粒自然成栓本質上是顆粒團/短料栓在夾帶效應和收集效應協同作用下的形成、生長和合併過程。根據實驗中發現的現象，還擴展探索了與項目緊密相關的大顆粒在二維噴動床內氣固夾帶流動特性和彎管卸料顆粒流規律。本項目基於氣固兩相流、顆粒流和反應堆工程學科交叉，豐富和擴展了稠密複雜氣固兩相流研究領域，為進一步提高核反應堆的運行經濟性以及工業氣力輸送過程的節能減排，提供理論基礎、研究方法及設計最佳化依據。
