《高濃度液固相互作用機理及濕顆粒動理學研究》是依託哈爾濱工業大學，由劉國棟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高濃度液固相互作用機理及濕顆粒動理學研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉國棟
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以高濃度液固兩相流動為研究對象，考慮濕顆粒碰撞作用，研究濕顆粒碰撞過程中動量和能量的傳遞和耗散規律。建立濕顆粒動理學模型，分析濕顆粒碰撞對顆粒相壓力、粘度和脈動能傳遞係數變化的影響規律，揭示濕顆粒碰撞作用機理。建立考慮顆粒碰撞脈動作用的液相大渦模擬計算模型，分析液體湍流對顆粒脈動的變化規律。考慮液固兩相非均勻流動結構中顆粒聚團對液固相間曳力的影響，以及液體粘性產生的能量耗散對輸送能量的影響，建立液固相間作用模型，研究液固相間作用的機理。採用CCD高速攝像技術，研究液固流化床內顆粒脈動特性，分析顆粒碰撞對顆粒脈動的影響，揭示液固流化床內液體和顆粒湍流流動特性。推動從本質上對濕顆粒碰撞機理和液固兩相流動過程的認識，為液固兩相流動、傳熱傳質特性的研究和套用奠定理論基礎。
結題摘要
本項目針對高濃度液固兩相流，考慮了液膜作用對顆粒碰撞的影響，進而對液固之間動量和能量傳遞的影響，通過考慮濕顆粒碰撞造成的動量和能量變化，發現濕顆粒碰撞的動量和能量傳遞規律。結合顆粒動力學，獲得了不同濃度條件下顆粒能量傳輸和耗散機制。考慮液固流化床中液體與分散顆粒的作用、液體與顆粒聚團的作用，建立顆粒聚團作用的液體-顆粒兩相作用力計算方法，分析顆粒非均勻流動結構對液固相間作用力的影響，研究液固動量交換的變化規律。套用考慮液固非均勻流動結構的曳力模型，模擬了提升管液固兩相流動特性，得到了床內顆粒相時均濃度和速度以及脈動速度分布更接近實測結果。通過研究流化床內隨St數改變的濕顆粒碰撞恢復係數，獲得顆粒壓力隨彈性恢復係數及顆粒濃度的變化關係，發現顆粒壓力分布呈現中心高兩側低且沿床高擺動分布的趨勢及考慮液膜影響後顆粒碰撞的變化機制。研究發現固體顆粒濃度脈動波波型、振幅和頻率在流化床內分布趨勢及其隨著表觀液體速度的增加呈現不同指數的功率譜衰減規律。
