不同尺寸管道中细颗粒的沉积运动规律研究

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垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究

垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究

二{蜊幽逝螺露昏图2模拟结核和玻璃球在两种管径装置中沉速计算值与试验结果对比Fig.2Comparisonofthesettlingvelocitiesbetweencalculatedvaluesandexperimentalresultsoftheartificialnodulesandglassbailsinthetwotestequipments3均匀颗粒群体沉降3.1颗粒浓度对沉速的影响浓度是影响颗粒群体沉降速度最重要的原因。

群体沉降时,颗粒之间、颗粒与水流之间的相互作用十分明显。

由于沉速的不同和管壁的约束作用,料柱底部稀疏顶部浓密,浓度分布不均。

粒径较大的均匀颗粒在群体沉降时由于颗粒之间的碰撞和挤压,出现了明显的分层聚集(俗称料栓,如图3,d=45~50ram);中间粒径的颗粒料柱浓度分布相对较均匀;粒径越小,颗粒群体在垂直方向分布越均匀,但小颗粒沉降时惯性力较小,受横向作用力的影响,颗粒群体在垂直管道径向分布不均,出现了明显的漩涡流(如图3,d=5~lOmm)。

经过试验测量和图像分析,得出各粒径颗粒群体在垂直管道各段的沉降速度和料柱通过透明管道的质量流量,并计算出各段的平均浓度和群体沉降速度(如图4),将群体沉速与同粒径的单颗粒沉速比较,分析浓度对群体沉速的影响。

均匀颗粒群体沉速随着浓度的减小而增大。

通过图像分析,在下降过程中料柱长度越来越短,颗粒群受到的阻力逐渐减小,顶端料层在下降过程中浓度由大逐渐变小,沉降速度也越来越快。

图3五组不同粒径的均匀颗粒群体沉降图颗粒粒径对群体沉速的也有一定的影响。

粒径的影响Fig.3Settli。

ggraph。

fu。

ifo,mp。

rticl。

ith主要体现在单颗粒沉速的计算中,但在均匀颗粒的群体沉fivedifferentparticlediameters降中,粒径的大小不同,颗粒与颗粒、颗粒与管壁之间的碰撞频率和碰撞后的速度变化也有不同,这也直接影响到沉降时浓度的变化。

颗粒物在通风管道壁面上沉积的数值分析

颗粒物在通风管道壁面上沉积的数值分析

u s e d t o p r e d i c t p a r t i c l e s’t r a j e c t o r i e s a n d t h e p a r t i c l e d e p o s i t i o n v e l o c i t y wa s c a l c u l a t e d .T h e r e s u l t s
响在 粒径 为 1 H m左右 时 最为显著 , 沉 降速度提 高约 3个 数 量级 , 且 在 管道 底 面布 置 粗糙 元 还会 增
大顶部 光滑壁 面 的颗粒 沉降速度 .
关 键 词 :颗 粒 物 沉 积 ;粗 糙 ;C F D 模 拟 ;欧拉 一 拉 格 朗 日方 法
中图分 类号 : T U 8 3 4
文献标 志码 : A
Nu me r i c a l Ana l y s i s o f Pa r t i c l e De p o s i t i o n o n S u r f a c e s i n Ve nt i l a t i o n Du c t s
pa r t i c l e d i a me t e r wa s a b o u t 1 u m,a n d t h e p a r t i c l e d e p o s i t i o n wa s i n c r e a s e d a b o u t t wo ma g ni t u d e s . Mo r e o v e r ,t h e d u c t wi t h r o u g hn e s s e l e me n t s a t i t s lo f o r c a n a l s o i nc r e a s e pa r t i c l e de p o s i t i o n v e l o c i t y a t

粒状流中细颗粒运动轨资及物质过程含量交换规律

粒状流中细颗粒运动轨资及物质过程含量交换规律

粒状流中细颗粒运动轨资及物质过程含量交换规律粒状流是一种由细颗粒组成的流体体系,在各个领域都有着广泛的应用。

了解粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律对于工程设计、环境保护等方面都具有重要意义。

本文将探讨粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律。

首先,我们来了解一下粒状流中细颗粒的运动轨迹。

在粒状流中,细颗粒的运动主要受到重力、摩擦力以及颗粒之间的相互作用力的影响。

这些力的作用使得细颗粒在粒状流中表现出复杂的运动状态,包括沿着流动方向的平稳运动、形成旋涡以及在障碍物周围形成堆积等。

研究表明,颗粒之间的相互作用力在细颗粒的运动过程中起着至关重要的作用。

例如,当颗粒之间的相互作用力较大时,细颗粒之间会出现相对较强的粘聚现象,导致颗粒在粒状流中的运动轨迹变得更为复杂。

其次,我们需要关注粒状流中细颗粒物质过程含量交换规律。

细颗粒在粒状流中的运动不仅仅是一个简单的物理过程,还涉及到物质的交换。

在粒状流中,细颗粒与流体之间的物质交换可以通过扩散、对流和反应等方式进行。

扩散是指由于浓度差异引起的颗粒间物质传输,而对流则是指由于流动引起的颗粒间物质传输。

此外,反应也可能在粒状流中发生,例如颗粒的溶解、结晶等。

研究表明,在粒状流中细颗粒的物质过程含量交换规律与流体的流动速度、粒子的密度以及粒子之间的相互作用力等因素密切相关。

因此,准确描述粒状流中细颗粒的物质过程含量交换规律,需要综合考虑各种因素的影响。

关于粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律的研究,不仅可以为工程设计和环境保护提供理论支持,还有助于深入了解粒状流的物理本质。

然而,由于粒状流的复杂性质以及颗粒间相互作用力的复杂性,目前对于这一问题尚存在很多挑战。

因此,未来的研究中需要采用多种手段,包括实验、数值模拟和理论分析等,来进一步探索粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律。

总之,粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律是一个复杂且具有挑战性的问题。

垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究

垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究

泥沙研究2010年8月Journal of Sediment Research第4期收稿日期:2010-02-23基金项目:中国大洋矿产资源研究开发协会专项基金资助项目(DYXM-115-04-02-02)作者简介:陈光国(1985-),男,湖南常德人,硕士研究生,主要从事深海采矿扬矿及管道输送技术研究。

E-mail :guangguoc@垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究陈光国,阳宁,唐达生,金星,肖红(长沙矿冶研究院深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室,湖南长沙410012)摘要:沉降运动是固液两相流基础的相对运动形式。

垂直管道水力输送紧急停泵状态下,颗粒群体沉降很容易造成管道堵塞。

本文进行了单颗粒、均匀颗粒和非均匀颗粒群体三种沉降试验,分析了浓度、级配、粒径、边界条件等因素对颗粒及颗粒群沉降速度的影响,对粗颗粒在管道中的沉降运动规律进行了探索。

关键词:垂直管道;固液两相流;群体沉速;边界条件中图分类号:TV142文献标识码:A文章编号:0468-155X (2010)04-0016-06垂直管道水力提升是我国深海矿产资源开发领域重点研究的采矿方法。

大颗粒固液两相流在深海采矿、水力输煤、陆基竖井采矿、河海疏浚、石油钻井等方向也有重要的应用空间。

垂直管道水力输送时会经常遇到管路堵塞的问题[1],尤其在深海采矿过程中,扬矿系统紧急停泵时,近6000m 的垂直管道内将有数十吨结核沉降,一旦造成颗粒堵管,整个采矿系统的安全性将受到极大威胁。

固液两相流管道输送中,过去对水平管浆体输送研究较多,对垂直管道水力输送研究较少;对泥沙、矿浆、水煤浆等小粒径物料研究较多,对多金属结核,块状矿石等大颗粒物料的水力提升研究很少。

颗粒沉降运动是固液两相流的基础内容,颗粒群体沉降也是造成管路堵塞的重要原因。

本文在试验的基础上由简入繁,对粒径5 50mm 的单颗粒、均匀颗粒和非均匀颗粒在不同浓度、级配和管径下的沉降速度进行了理论分析,总结出合理的提升参数,为垂直管道安全、高效输送提供设计依据。

颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移规律分析

颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移规律分析

颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移规律分析发布时间:2022-09-29T03:51:20.110Z 来源:《科技新时代》2022年9期作者:尹延国[导读] 为此就应积针对颗粒的沉积运移规律进行分析,明确不同生产工况下杂质地沉积运移情况,从而确保石油生产作业的稳定开展。

国家管网集团华北分公司,邮编:300384摘要:成品油管道中会存在很多颗粒杂质成分,这种颗粒物质会导致管道出现堵塞、积水的情况,对管道产生腐蚀影响哦,为此就应研究起伏成品油管道中的颗粒运动规律,本实验对颗粒的沉积运移规律进行了分析,实验表明,颗粒物质一般会受到油体流速、颗粒含量以及管道本身弯曲等方面的影响而出现沉积,实践生产中应依照实际情况对其进行优化。

关键词:颗粒杂质;起伏成品油管道;沉积运移;运动规律引言:成品油管道中很容易由于颗粒杂质的沉积而出现堵塞情况,这种堵塞也是引发成品油管道停输的主要原因,对生产作业造成了较大的影响。

而当前很多文献认为管道内水与油的作用下导致腐蚀,却忽略了颗粒杂质沉积作用,为此就应积针对颗粒的沉积运移规律进行分析,明确不同生产工况下杂质地沉积运移情况,从而确保石油生产作业的稳定开展。

1.颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移实验1.1实验准备实验需要准备标准成品油储蓄罐、输油管道、过滤器、离心泵、压力表等器件,共同组成输油回路(如图1)。

该回路将会通过离心泵提供动力,总长度为10米,其中引流段处于Q2与Q3阀门之间,加注段由Q3阀门开始,通过Q4阀门引导颗粒加入,再通过蕴含a、b、c三个倾角路线的测试段组成,其中各个管路为有机玻璃材料。

图1 实验回路设计其中1为储油罐;2为过滤器;3为离心泵;4为压力表;5为流量计;Q1-Q7,Z1-Z3皆为回路阀门。

进行实验前,首先应确保各类设备工作状态正常,并查看各个阀门是否紧固,再放入油体后,打开Q1阀门与Q5阀门进行注油,排除管道内的气泡,同时通过其他阀门控制油流速,并通过Q4阀门向管道内注入颗粒杂质,在离心泵的作用下观测颗粒运动状态,最后通过Q1与Z1阀门收集颗粒与积水,可测算其质量,从而完成一个实验循环[1]。

不同流体介质中颗粒物运动沉积研究

不同流体介质中颗粒物运动沉积研究
不同流体介质内颗粒运动沉积共性:入口处颗粒浓度小于出口处颗粒浓度;出口截面处颗粒浓度分布呈中心高,边界低;壁面附近颗粒浓度高于主流中颗粒浓度。不同流体介质内颗粒运动沉积差异性:空气介质内颗粒运动波动性最大,液态钠和超临界水中颗粒运动波动性较小;空气介质内颗粒浓度最大,液态钠和超临界水中颗粒浓度较小。
研究得出:不同流体介质内颗粒运动实验系统都包含可视化实验段、冷却装置、颗粒运动检测装置。空气介质内可视化实验段为矩形管道,实验段冷却方式为水冷,颗粒运动检测装置为激光相位多普勒测速仪。
液态钠介质内可视化实验段为耐高温矩形管道,颗粒在实验段循环运动,实验段冷却方式为空气冷却,颗粒运动检测装置为电磁感应颗粒浓度检测仪。超临界水介质内可视化实验段为耐高温耐高压环形管道,颗粒在实验段循环运动,实验段冷却方式为空气自然冷却,颗粒运动检测装置为示踪粒子检测仪。
通过自编程序PA-MO-DE计算不同流体介质内颗粒沉积效率,分析不同流体介质内颗粒运动沉积机理。分别计算粒径、温差和流速对颗粒沉积效率的影响,分析颗粒团聚、分解、热泳沉积和湍流沉积机理。
研究得出:团聚使颗粒粒径增大,利于液态钠和超临界水内颗粒沉积,而不利于空气中颗粒沉积;分解使颗粒粒径减小,利于液态钠和超临界水中颗粒沉积,而不利于空气介质内颗粒沉积;温度梯度作用下的热泳沉积,不同流体介质内颗粒向着温度降低的方向运动沉积;速度梯度作用下的湍流沉积,颗粒向着速度降低的方向沉积。设计了空气、液态钠和超临界水介质内颗粒运动实验系统,对比不同实验系统主要设备。
不同流体介质中颗粒物运动沉积研究
颗粒扩散和沉积现象在自然界和工业生产中普遍存在。不同流体介质的密度、导热系数、定压比热和动力粘度对颗粒沉积具有重要影响。
分别研究空气、液态钠和超临界水介质内颗粒运动沉积规律,有利于分析雾霾及电厂排烟管道内颗粒运动规律,快堆堆芯内颗粒运动沉积规律和超临界水堆冷却剂通道内颗粒运动沉积规律。设计不同流体介质内颗粒运动实验系统,为搭建实验台架提供参考。

基于毛细管模型的近井壁处颗粒运移沉积特性试验研究

基于毛细管模型的近井壁处颗粒运移沉积特性试验研究

基于毛细管模型的近井壁处颗粒运移沉积特性试验研究近年来,随着地下水污染问题的日益严重,人们对于地下水的保护与修复的研究也变得越来越重要。

其中,颗粒运移沉积特性是地下水污染修复研究中的一个关键问题。

本文通过基于毛细管模型的试验研究,探究了颗粒在近井壁处的运移沉积特性。

本研究采用实验模拟的方法,构建了一个近似真实的地下水模型。

实验装置主要由一个模拟井筒和一定数量的颗粒组成。

颗粒的直径分别为0.1mm、0.3mm和0.5mm,通过注入水流使颗粒在模拟井筒中运移。

利用高精度的摄像设备对颗粒的运移轨迹进行实时观测,并记录下颗粒在不同位置的停留时间。

实验过程中,我们控制了水流速度、颗粒浓度等参数,并进行了多次重复实验,以保证实验结果的可靠性。

通过实验观测,我们发现颗粒在靠近井壁的位置会出现明显的沉积现象。

随着距离井壁的距离增加,颗粒的停留时间逐渐减少。

同时,我们还发现颗粒的沉积量与颗粒直径呈正相关关系,即颗粒直径越大,沉积量越大。

这与毛细管模型的预测结果相符合。

进一步分析实验结果,我们认为颗粒在近井壁处沉积的原因主要有两个方面。

首先,颗粒在流体中的运动受到流体黏性的阻碍,导致颗粒在接近井壁处停留的时间增加。

其次,颗粒在流体中会受到颗粒间相互作用力的影响,当颗粒密度较大时,颗粒间的相互作用力会增强,从而促使颗粒在井壁附近沉积。

综上所述,本研究通过基于毛细管模型的试验研究,揭示了近井壁处颗粒运移沉积特性的一些重要规律。

这对于进一步了解地下水污染修复过程中颗粒运移沉积行为具有重要意义,为地下水污染的修复提供了理论指导。

同时,对于优化地下水修复方法和技术也具有一定的借鉴意义。

然而,本研究还存在一些局限性,例如实验规模较小,实验条件无法完全还原真实地下水环境等。

因此,未来的研究可以进一步拓展实验规模,并结合数值模拟方法对颗粒运移沉积特性进行深入研究。

含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性

含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性

含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性唐婵;张靖周【摘要】基于欧拉-拉格朗日粒子追踪模型和干燥粒子的沉积机制,采用Fluent-CFD软件和自编微粒沉积用户程序对含微小颗粒的气流横掠3×3阵列圆管束表面的粒子沉积特性进行数值研究.研究结果表明:随着粒径或进气气流速度增加,颗粒在管束表面的碰撞率增加,但黏附率降低;管排方式对小粒径颗粒影响较小,对大粒径颗粒影响较大;当粒子直径达到某一值后,尽管对壁面的碰撞能力加剧,但几乎不形成沉积.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(046)012【总页数】7页(P4679-4685)【关键词】飞灰颗粒;气-固两相流动;管束;沉积模型;数值模拟【作者】唐婵;张靖周【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京,210016;南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京,211167;南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室,江苏南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TK121工业余热资源的高效利用是国内外广泛关注的问题,其中烟气余热量大,温度分布范围及其分布广。

工业用换热器在这样的环境中运行往往面临着表面的飞灰颗粒沉积问题。

飞灰颗粒沉积在换热器管壁上将导致换热器性能恶化,严重影响换热器的换热效能甚至危害动力装置的运行可靠性[1−2]。

飞灰颗粒的扩散和沉积与成灰物质的赋存形态、积灰局部区域工况条件密切相关。

众多研究人员从力学、动量和能量等方面揭示了飞灰颗粒与壁面之间相互作用机理[3−4],提出了多种描述颗粒与壁面撞击形成的黏附、反弹和散射等物理模型,并建立了相应的粒子沉积模型,其中,Soltani等[3]提出的基于粒子临界速度的沉积模型被众多研究者采用并加以发展[5−6],该模型可以体现出粒子沉积过程中黏附、反弹和剥离机制。

在换热器结构型式中,管束式换热器的应用十分广泛[7−8]。

在针对管束式换热器开展强化传热研究的同时,换热器表面飞灰沉积的研究也引起研究者的关注。

竖直通风管道内颗粒物沉积数值仿真研究

竖直通风管道内颗粒物沉积数值仿真研究
对沉积影 响极小 ; 对于粒径大于 8 0 1  ̄ n a 的颗粒 , 风速对沉积速度影 响较小 , 向下 流的沉积 速度大于 向上流的 , 重力 使沉积速
度减小 , 升力使沉积速度增加。研 究结果 为管道清洗 、 颗粒沉积控制及提 高室内空气品质提供了理论依据和参考 。 关键词 : 通风管道 ; 颗粒物沉积 ; 沉积速度 ; 数值仿真
ABS T RACT : P a r t i c l e d e p o s i t i o n o f t h e v e n t i l a t i o n d u c t r e s u l t s i n i n d o o r a i r p o l l u t i o n .T h e n u me d c l a s i mu l a t i o n o f
Mo d e l c o u p l i n g w i t h L a g r a n g i a n P a r t i c l e R a n d o m T r a j e c t o y r Mo d e l i n t h e v e r t i c a l v e n t i l a t i o n d u c t .T h e d e p o s i t i o n i s
p a r t i c l e mo t i o n a n d d e p o s i t i o n o f p a r t i c l e d i a me t e r f r o m 5 m t o 2 0 01 x m i s i n v e s t i g a t e d b y R e y n o l d s S t r e s s T r a n s p o t r
e f f e c t e d b y a i r v e l o c i t i e s ,a i r l f o w d i r e c t i o n ,g r a v i t y a n d l i t f f o r c e .T h e r e s u l t s s h o w t h a t or f p a r t i c l e d i a me t e r l e s s t h a n 8 0 1 x m ,t h e p a r t i c l e d e p o s i t i o n v e l o c i t y d e c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g a i r v e l o c i t y .F l o w d i r e c t i o n,g r a v i t y a n d l i f t f o r c e h a v e l i t t l e i n lu f e n c e o n t h e p a r t i c l e d e p o s i t i o n v e l o c i t y .Ho w e v e r , f o r t h e p a t r i c l e d i a me t e r g r e a t e r t h a n 8 0p , m ,a i r v e -

沉积物颗粒粒径对水下沉积过程的影响研究

沉积物颗粒粒径对水下沉积过程的影响研究

沉积物颗粒粒径对水下沉积过程的影响研究沉积物是指河流、海洋等水体中的悬浮颗粒物质,包括细沙、粉砂、泥沙等。

沉积物的颗粒粒径对水下沉积过程起着重要的影响,它直接决定了沉积物的输运方式、沉积速率和沉积形态。

首先,颗粒粒径对沉积物的输运方式产生着重要的影响。

根据经典的沉积物输运理论,沉积物的输运方式主要分为悬浮状态和底部运移状态。

粗颗粒的沉积物往往以底部运移的方式输送,而细颗粒则更容易保持悬浮状态。

这是因为粗颗粒沉积物的重力下沉速度较快,能够克服水流的携带能力,而细颗粒沉积物的重力下沉速度较慢,很容易被水流携带。

其次,颗粒粒径还影响着沉积物的沉积速率。

根据斯托克斯定律,沉积速率与颗粒直径平方成正比。

因此,粒径较大的沉积物在水体中下沉速度较快,很快达到底部进行沉积。

相反,颗粒粒径较小的沉积物下沉速度较慢,需要更长的时间才能沉积到底部。

这一点在海底沉积过程中尤为明显。

大部分粗颗粒沉积物会在近岸地区沉积,而细颗粒沉积物则能够通过海流迁移到远离河口的地方。

此外,颗粒粒径还决定了沉积物的沉积形态。

颗粒粒径较小的沉积物倾向于形成细粒度沉积岩,例如泥岩和泥质砂岩。

这是因为细颗粒沉积物的重力沉降速度较慢,难以堆积成块状物质,而是逐渐堆积在一起形成连续的层状结构。

相反,颗粒粒径较大的沉积物则更容易形成粗粒度沉积岩,例如砂岩和砾岩。

这是因为粗颗粒沉积物的重力沉降速度较快,能够堆积在一起形成块状结构。

在实际的水下沉积过程中,颗粒粒径的变化还会受到其他因素的影响。

例如,沉积物的颗粒粒径可能会因水流速度的变化而产生差异。

根据较为简化的Hjulström图表,颗粒粒径与水流速度之间存在着一定的关系,不同的颗粒粒径对应着不同的水流速度范围。

因此,在水流速度较高的情况下,较大的颗粒粒径更容易被悬浮和输送,而较小的颗粒粒径则更容易沉积在底部。

总的来说,沉积物的颗粒粒径对水下沉积过程起着关键的影响。

颗粒粒径决定了沉积物的输运方式、沉积速率和沉积形态。

不同相水介质中细颗粒运动特性研究

不同相水介质中细颗粒运动特性研究

不同相水介质中细颗粒运动特性研究水在电站中广泛应用,在电站中被广泛用作冷却剂、慢化剂或者润滑材料。

在电站的运行过程中,会产生大量的颗粒状产物,例如辐射产物、烟尘,对电站及环境造成巨大危害。

掌握颗粒在不同相态水中的运动沉积规律,及如何减轻其危害是人们普遍关注的问题。

利用Fluent软件模拟,并编制程序WATER1.0进行计算,得到不同粒径(001μm~50μm)颗粒在不同相水介质(水蒸气、液态水、超临界水及湿空气)中的运动沉积规律。

针对矩形窄通道,研究颗粒在不同相水介质中(液态水、气态水、超临界水)的运动沉积。

颗粒不同相水介质中的运动沉积分布规律类似。

轴向速度呈现倒“U”型分布,与流体的轴向速度分布类似。

径向速度与浓度分布近似呈现“M”型分布,主要受到颗粒扩散、热泳力、湍流作用及二次流等影响。

颗粒在水蒸气中的轴向速度、径向速度最大;而在超临界水中的轴向速度、径向速度最小。

矩形通道中存在特有的二次流现象,会对其中的颗粒运动沉积造成影响,引起颗粒二次流。

在管道内,次临界蒸汽凝结形成的液膜、超临界水冷却形成的大密度膜会阻碍颗粒向管壁沉积。

针对矩形窄通道,研究不同粒径颗粒在水介质中的运动沉积。

在不同相水介质中,不同粒径颗粒在矩形窄通道内的运动沉积规律分布类似,其无量纲沉积速度都是呈现“V”型分布。

这是因为小粒径(0.01μm~1μm)颗粒主要受到湍流扩散作用;中等粒径(1μm~5μm)颗粒主要受到湍流扩散与漩涡冲击机制;大粒径颗粒(5μm~50μm)主要受到粒子惯性机制。

在存在温度梯度的情况下,小粒径颗粒的无量纲沉积速度增大;而大粒径颗粒的无量纲沉积速度几乎不变。

针对超临界水堆冷却剂通道,研究腐蚀产物在冷却剂通道内的运动沉积,并分析了入口温度和燃料组件功率对腐蚀产物运动沉积的影响。

增加入口温度及提高燃料组件功率,可以提高腐蚀产物的轴向速度,降低腐蚀产物在冷却剂通道内的运动时间,减少腐蚀产物的沉积。

最后从水分子间距角度、流体物性变化角度、流场分布角度及颗粒在不同相水介质的受力角度,分析颗粒在不同相水介质中的运动沉积机理。

流体力学中的细小颗粒流行为研究

流体力学中的细小颗粒流行为研究

流体力学中的细小颗粒流行为研究流体力学是研究液体和气体运动规律的学科,而细小颗粒流行为研究则是在流体力学范畴内,关注在流体中存在的微粒(如颗粒、颗粒物、颗粒悬浮、颗粒流等)的动态行为和相互作用。

细小颗粒流行为的研究有助于理解许多自然和工程现象,并在多个领域中有重要的应用。

本文将介绍流体力学中细小颗粒流行为的研究方法、理论基础和应用案例。

1. 引言作为流体力学的一个重要研究领域,细小颗粒流行为研究自20世纪初以来就吸引了众多科学家和工程师的兴趣。

这里的细小颗粒通常指的是直径小于1mm的颗粒,例如粉尘、颗粒物、细胞等。

在实际应用中,细小颗粒的流行为涉及到多个学科,包括物理学、化学、生物学、环境科学、材料科学等。

通过研究细小颗粒在不同流体环境下的行为,我们可以深入理解颗粒动力学和相互作用规律,进而为各个领域中的实际问题提供解决方案。

2. 细小颗粒流行为研究方法研究细小颗粒流行为需要一系列的研究方法,例如实验观测、数值模拟和理论分析等。

2.1 实验观测实验观测是研究细小颗粒流行为的基础手段之一。

通过实验,我们可以获取颗粒的运动轨迹、速度、密度等信息,并进一步探究颗粒的运动规律。

实验观测可以使用不同的设备和技术,例如高速摄像机、光学显微镜、激光技术、粒子图像测速仪等。

通过这些设备和技术,研究者可以实时观测颗粒在不同流体环境中的行为,并对实验结果进行详细的分析和解读。

2.2 数值模拟数值模拟是近年来在细小颗粒流行为研究中得到广泛应用的方法之一。

通过建立适当的数值模型和计算方法,可以模拟出颗粒在流体中的运动过程,并得到运动轨迹、速度分布、流场特征等信息。

数值模拟方法包括离散元方法、多尺度模拟方法、计算流体力学方法等。

这些方法可以根据具体问题的需要选择适当的模型和算法,进而研究细小颗粒在流体中的行为。

2.3 理论分析除了实验观测和数值模拟,理论分析也是研究细小颗粒流行为的重要方法之一。

通过建立适当的理论模型和数学方程,可以对颗粒的运动规律进行推导和分析。

通风管道中颗粒沉积的实验研究

通风管道中颗粒沉积的实验研究

2007年第2期制冷与空调通风管道中颗粒沉积的实验研究张景‘郑坤李安桂(西安建筑科技大学710055)【摘要】通风与空调系统中的风管系统(简称:通风系统)内的颗粒沉积会对室内人员造成严重影响,同时还会降低通风与空调系统的性能,甚至导致室内二次污染。

如果清楚了通风管内何处沉积着或易于沉积有害气溶胶,就能在最初设计通风系统时多加注意,在设计阶段就应该尽量减少它们的沉积,同时还可以提高建筑补救效率以及降低相关费用。

掌握通风管道中颗粒沉积的知识不仅对模拟建筑内颗粒情况有帮助,还可以更加充分地了解颗粒运动情况。

【关键词】采暖通风与空调;颗粒沉积;实验ExperimentsofParticleDepositioninHVACSystemZhangJingZhengKunLiAngui(xi’anUniversityofArchitecture&Technology710055)[Abstract]ParticledepositioninHVACsystemmaybeharmfultoresidents,anditmayreduceitsperformance,evenleadtosecondcontamination.Knowingclearlywhereaerosolsdeposit,peoplecouldPaymoreattentiontoHVACsystemdesignprocesstoreduceitsdeposition.Thisstepcanalsoenhancebuildingremediationefficiencyandreduceitsremediationcost.MasteringtheknowledgeofparticledepositioninHVACsystemductsmaybehelpfultomodelthefateofparticlesindoors,andcouldknowmoreaboutparticlesmovement.[Keywords]HVACsystem;particledeposition;experiment0引言研究表明,城镇居民中人的一生80%以上的时间在室内度过【l】。

变流量及初期效应下雨水管道内悬浮颗粒物的沉积规律

变流量及初期效应下雨水管道内悬浮颗粒物的沉积规律

变流量及初期效应下雨水管道内悬浮颗粒物的沉积规律谈帅; 刘翠云; 杨钰婷; 陈妍之; 周敬钦【期刊名称】《《安全与环境工程》》【年(卷),期】2019(026)006【总页数】8页(P94-100,113)【关键词】雨水管道; 悬浮颗粒物; 沉积规律; 变流量; 初期效应【作者】谈帅; 刘翠云; 杨钰婷; 陈妍之; 周敬钦【作者单位】南京工业大学城市建设学院江苏南京211800; 南京工业大学江苏省工业节水减排重点实验室江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】X501雨水径流中携带有大量的地表颗粒态污染物[1],进入排水管道后会在管道内产生沉积[2],对排水管道系统造成各种不利的影响[3-4]。

排水系统的有效设计及运行维护需要对沉积物的输移过程进行准确的预测,因此对排水管道中沉积物冲刷与沉积规律的研究十分必要。

国内外许多学者对管道中沉积物的运动过程展开了相关研究,包括建立模型并应用各种数据分析方法预测沉积物在不同条件下的迁移过程[5-6],分析水流冲刷、管道截面形状及边界条件等因素对管道中沉积物沉积过程的影响[7-9],描述微观固体悬浮物颗粒的运动过程[10-11],通过对弗劳德数等参数的计算对管道沉积做出预测和评估[12],研究确定避免管道发生沉积的最小流速,并将其合理应用于排水管道设计中,有效减少管道沉积[13]。

目前各种管道沉积模型已被应用于排水管网中管道沉积物的管理[14],但由于沉积物颗粒性状和管壁粗糙度等因素的差异,不同研究者对管道沉积过程的拟合结果很难达到较高的一致性[11]。

由于城市排水管道内部环境复杂,管道内的沉积现象具有较强的随机性、不确定性和长期性[15],因此实际排水管道中沉积物的迁移是十分复杂的现象,受到管道(坡度、管材、管径等)、水流(流量、水质)和颗粒物(粒径、密度、浓度)等多方面的影响。

目前针对管道中污染物在水力等条件变化下的沉积与冲刷规律方面的研究还较少。

动态沉积过程中粒度和形态的变化规律研究

动态沉积过程中粒度和形态的变化规律研究

动态沉积过程中粒度和形态的变化规律研究随着科技的不断进步,对自然界的认知也越来越深入。

地球科学中许多现象的研究亟待探究,其中之一就是动态沉积过程中粒度和形态的变化规律。

动态沉积是一种有机体沉积,根据其产生的位置,可分为海洋动态沉积和河流动态沉积。

两者之间的区别主要在于产生场所和环境不同,但是产生的赋存物体性质很相似,都有沉积物粒度和形态的变化。

粒度分布的测定可以通过花岗岩样品中的粒度以及形态分析来实现。

在花岗岩岩石样品中,研究者通过筛选去除大颗粒物,然后将样品分离成单一的颗粒形式。

在颗粒分离后,粒度和形态的测定可以通过显微镜观测和图像分析系统来完成。

粒度的测量基于肉眼观察或电子显微镜显微镜,测量产生的方式与选定的技术密切相关。

形态方面,若使用电子显微镜或透射电镜,则可以通过在脱色的花岗岩样品中观察颗粒形态来分析。

流场中的动态沉积过程中,由于流场与颗粒间的相互作用,经常会产生颗粒头部所示的偏移现象,也就是说,颗粒在流场中沉积时,以一定的倾角相对于流场来沉积,颗粒头部离开流场后,颗粒会偏向另一侧。

关于颗粒偏移的原因,有人认为,颗粒在流场中运动时,由于外动力与流场之间的相互作用和阻力的作用,颗粒会出现偏移现象。

关于颗粒形态的变化,有人认为,在河流和海洋中,流场中的流动速度是由慢变快的。

在慢速流动情况下,沉积的颗粒更有机会发生污染并受到细菌的侵蚀,这将导致粒径变小,但他们的形状不会发生明显的改变。

在流速变快的情况下,沉积颗粒相互碰撞,颗粒形状也会变得异常不规则。

此外,颗粒形态的变化也可解释为由于颗粒沉积的空气和水的比率变化而引起的。

颗粒从水中落入空气中时,会发生一定程度的磨损,最终颗粒的表面会更加光滑。

相反地,当颗粒从空气中降到水中时,由于水的阻力比空气大,颗粒表面会受到更大的磨损。

此外,颗粒的排序规律和分选现象也会影响沉积颗粒形态。

在河流和海洋中,流场的搬运作用是维持很多沉积物的组织成分的稳定性的基础。

管道输送中的沉积物控制技术研究

管道输送中的沉积物控制技术研究

管道输送中的沉积物控制技术研究一、引言管道输送是工业生产中常见的一种方式,其广泛应用于石油、天然气、水泥等领域。

然而,长时间的运输会导致管道中出现沉积物,这些沉积物会对管道的运行和维护造成一定的影响。

所以,如何控制和清除管道中的沉积物,保证管道正常运行是本篇文章的研究内容。

二、沉积物的影响1. 降低输送效率管道输送中出现的沉积物会引起管道内径变窄,流体的阻力增加,导致输送效率降低,甚至堵塞管道。

2. 影响传输品质沉积物中的杂质会对输送物质造成污染,对后续的加工和利用产生不良影响。

例如,在石油输送管道中,沉积物中存在的氧化物会对石油造成化学反应,导致其品质下降。

3. 导致设备损坏沉积物会对管道铁皮和防腐层产生腐蚀作用,缩短设备的使用寿命。

三、沉积物控制技术1. 管道内壁表面处理技术利用聚合物或金属涂覆管道内壁表面,改变其表面性质,形成一层光滑的薄膜,减少沉积物的附着能力,达到控制沉积物的目的。

该技术广泛应用于石油、水泥、污水等领域。

2. 管道内壁防粘涂层技术采用特殊的防粘涂层技术,将沉积物的附着能力降低到最小,达到防止管道中出现沉积物的目的。

该技术常应用于水泥、食品等行业。

3. 压力波清洗技术压力波清洗技术是通过灌注压缩空气等气体形成强大的气浪,利用气浪的高速推动管道内的溶液及固体颗粒,形成强烈的涡流和喷射力,将管道中的沉积物冲刷干净。

该技术效率高、清洗质量好,常用于清洗天然气、石油、化工等管道。

4. 超声波洗涤技术超声波洗涤技术是利用超声波产生的空化现象和微涡流作用,在管道内壁表面产生大量的小泡沫和气泡,瞬间爆破,形成强大的冲蚀作用,将沉积物和污垢彻底清洗干净。

该技术应用于石油、化工、污水等行业。

5. 化学清洗技术化学清洗技术是利用化学试剂对沉积物进行清洗,有效降低管道中的沉积物含量。

常用的化学试剂包括酸、碱和清洗剂等。

该技术常见于化工、石油等行业。

四、结论管道输送中的沉积物对设备维护和用途产生不良影响,必须采取相应的控制技术来保证管道正常运行。

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律
近年来,微小迷宫流道沙粒沉积是一个受到关注的热门话题。

随着科研人员的大力探索,我们更加了解了沙粒沉积的规律具有重要的政务民生意义。

微小迷宫流道沙粒沉积是一种指沙粒经过湖、江、潮汐运动的过程,逐渐从岩体上沉积落到水底,流出各自的水域特色的水底沉积物沉聚成堆的沉积过程。

它可以构成一种生态环境,沙粒沉积又是水体环境变化的重要物质和能量来源,有助于促进海洋、河流、湖泊等水体环境的健康发展。

据研究发现,沙粒的粒径大小直接影响着沙粒在河流微小迷宫流道中的沉积特性,会影响河流形态特征和河道淤积变化。

同时,微小迷宫沙粒流道沉积也具有政务民生意义。

首先,沙粒沉积可以有效地改善水体环境,促进水质改善和循环,从而有利于保护水体生态环境。

其次,它可以有效地减少水体污染,维护水体的安全,针对河道消落期收缩、淤积等现象的发生,使河流保持持续的正常微小迷宫流动,从而为政务民生减轻负担。

综上所述,微小迷宫流道沙粒沉积具有重要的政务民生意义,在政务民生中应该考虑到它的规律特性,采取相应的措施改善微小迷宫流动环境,为未来水资源方面的安全保障和可持续发展提供依据。

带绕流板的湍流管道内细颗粒物沉积实验

带绕流板的湍流管道内细颗粒物沉积实验

带绕流板的湍流管道内细颗粒物沉积实验吴建东;刘乔;王昊【摘要】微细颗粒物在管内的沉积现象发生于各类颗粒输运、通风系统、烟气管道积尘过程.实际过程中有各类复杂的管道情况,然而现有研究多针对的是光滑管道.对带有扰流挡板的管道内微细颗粒物沉积进行实验探究.搭建了带有系列扰流挡板的湍流管道系统,研究粉煤灰和碳酸钙颗粒在各类条件下的沉积情况.实验获得带扰流挡板的管道的沉积效率,发现其数量级高于光管,与文献中的模型研究结果一致.实验进一步在挡板涂抹油脂,发现其抑制颗粒物在壁面上的反弹,使得沉积效率得以少量提高;同时也说明,限制微细颗粒沉积的主要瓶颈在于其流场跟随性强从而无法有效到达挡板壁面,而不是其在壁面上的反弹.实验结果证明管道中的挡板结构对颗粒物沉积产生重要影响,挡板壁面属性为次要因素,结论可为相关积尘、除尘工业管道设计提供重要参考.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)0z1【总页数】5页(P15-19)【关键词】细颗粒物;湍流;沉积;壁面;扰流【作者】吴建东;刘乔;王昊【作者单位】北京大学工学院微纳米热质传递实验室,北京 100871;北京大学工学院微纳米热质传递实验室,北京 100871;北京大学工学院微纳米热质传递实验室,北京 100871【正文语种】中文【中图分类】TB126近年来大气中悬浮颗粒物污染严重,引起了各界的广泛关注,尤其是可吸入颗粒物PM10以及可入肺颗粒物PM2.5污染。

PM10和PM2.5分别指空气动力学直径小于10 μm和2.5 μm的颗粒物,也被称为微细颗粒物。

目前控制微细颗粒物污染的主要技术方向有:促进微细颗粒长大后通过传统方式去除;通过多场协同作用提高微细颗粒捕集效率[1]。

而传统的旋风除尘装置、电除尘装置或者布袋除尘装置虽然在整体质量分数上有较高的去除效率,但是其对微细颗粒物的去除效率仍然有限[1],颗粒物在湍流场中的运动与沉积行为研究为工业除尘设备的设计和制造提供了理论支持。

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律

微小迷宫流道中的沙粒沉积规律葛令行;魏正英;曹蒙;唐一平;卢秉恒【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2010(026)003【摘要】为了分析迷宫型微小流道中沙粒沉积规律,通过计算流体动力学软件FLUENT对灌水器内部流场进行了分析,研究了灌水器中沙粒运动轨迹及沉积规律.研究表明:碰撞反弹系数对沙粒沉积规律影响很大,灌水器各流道单元速度场分布相似,压力场差异较大,沙粒运动轨迹基本不受各单元压力场变化的影响;粒径是影响沙粒沉积的最主要因素,粒径越大,沙粒的沉积危险系数越大;灌水器入口压力越大,沙粒的沉积危险系数越小.对沙粒沉积规律的研究,有利于深入地了解灌水器的堵塞机理,为灌水器抗堵塞设计提供一定的依据.【总页数】5页(P20-24)【作者】葛令行;魏正英;曹蒙;唐一平;卢秉恒【作者单位】西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室,西安,710049【正文语种】中文【中图分类】S275.6【相关文献】1.输油管线内气液固三相流中沙粒沉积规律的数值模拟研究 [J], 张旭昀;张正江;徐子怡;孙丽丽;王勇2.输油管线停待产期间气固液三相流中沙粒沉积规律的数值模拟研究 [J], 张旭昀;张正江;孙丽丽;吴卓;毕凤琴;王勇3.泥沙粒径与含沙量对迷宫流道滴头堵塞的影响 [J], 吴泽广;张子卓;张珂萌;罗春艳;牛文全;喻黎明4.细小泥沙粒径对迷宫流道灌水器堵塞的影响 [J], 刘璐;牛文全;Bob Zhou5.浑水泥沙粒径与含沙量对迷宫流道堵塞的影响 [J], 牛文全;刘璐因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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摘要:研究不同尺寸管道中颗粒物的运动沉积情况,对于采用合理管道,以减少管道中的颗粒物具有重
要价值。利用流体分析软件模拟不同尺寸管道内水介质中细颗粒物的沉积运动规律,得出管道尺寸对
细颗粒物沉积运动的影响。结果表明:流体在管道中流动的过程中,壁面附近的流体流速低于管道内部
流体流速,壁面附近的压力高于管道内部;流体在管道运动过程中,逐渐发展完全,压力与流速在后半段
第39卷第5期 2019年]0月
核科学与工程 Nuclear Science and Engineering
Vol. 39 No. 5 Oct. 2019
不同尺寸管道中细颗粒的沉积运动规律研究
朱亮宇周涛1,2,3,* ,秦雪猛1,2,3, 丁锡嘉1,2,3,张家磊1,2,3
(1.华北电力大学核科学与工程学院,北京102206;2.华北电力大学核热工安全与标准化研究所,北京102206; 3.华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室,北京102206)
(1. School of Nuclear Science and Engineering, North China Electric Power University, Beijing, 102206, China; 2. Institute o£ Nuclear Thermal-hydraulic Safety and Standardization.» North China Electric Power University, Beijing, 102206, China;
文章标志码:A
文章编号:0258-0918(2019)05-0695-06
Study on sedimentation movement of fine particles in pipelines of different sizes
ZHU Liangyu1>2>3,, ZHOU Tao12 3 * QIN Xuemengb2>3, DING Xijia1>2>3, ZHANG Jialei1>2>3
趋于稳定。在管道直径一定的情况下,颗粒物沉积率随管道长度增大而增大;在管道长度一定的情况
下,颗粒物沉积率随管道直径增大而减小;当管道长度较短且管道直径较大时,颗粒物沉积现象不明显;
当管道管径同时变化时,对颗粒物沉积产生综合影响,变化规律非线性。
关键词:尺寸;管道;颗粒物;沉积;浓度 基金项目:国家重点研发计划(412010106),北京市自然科学基金(3172032) 作者简介:朱亮宇(1995—)男,浙江温州人,硕士研究生,现从事热工水力与安全方面研究 通讯作者:周 涛:zhoutao@ ncepu. edu. cn
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the fluid flow velocity inside the pipeline, and the pressure near the wall flour is higher than that inside the pipeline. During the movement of the pipeline? the fluid gradually develops completely? and the pressure and flow rate tend to stabilize in the second half. When the pipe diameter is fixed? the particle deposition rate increases with the pipe length. When the pipe length is fixed, the particle deposition rate decreases with the pipe diameter increasing. When the pipe length is short and the pipe diameter is large? the particle deposition phenomenon is not obvious. When the pipe diameter changes at the same time? it will have a comprehensive impact on particle deposition, and the change rule is nonlinear. Key words: Size; Pipelines; Particulate matter; Deposits; Concentration
3. Beijing Key Laboratory of Passive Safety Technology for Nuclear Energy, North China Electric Power University, Beijing> 102206, China)
Abstract: Studying the movement and deposition of particulate matter in pipes of differ­ ent sizes is of great value for adopting reasonable pipes to reduce particulate matter in pipes. The fluid analysis software is used to simulate the deposition movement of fine particles in water medium in pipes of different sizes, and the influence of pipe size on the deposition movement of fine particles is obtained. The results show that in the process of fluid flowing in the pipeline, the fluid flow velocity near the wall flour is lower than
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