垂直螺旋输送机内气固两相流动特性的数值模拟研究

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1、分类号：TH2学校代号：1G1G9密级：公开TaiyuanUniversityofScience&lechnology硕士学位论文THESISOFMASTERDEGREE(学术型）垂直螺旋输送机内气固两论文题目：相流动特性的数值模拟研究研生名:郭宇航_________________________指导教师：孟文俊教授______________学科专业：机械设计及理论______________学习年限：2012年9月一2015年7月____论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论

2、文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意本声明产生的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期:^__分类号：TH2学校代码：10109密级：公开太原科技大学硕士学位论文（学术型）学位论文题目：垂直螺旋输送机内气固两相流动特性的数值模拟研究研究生姓名：郭宇航导师姓名及职称：孟文俊教授培养单位：机械工程学院学科专业：机械设计及理论论文提交日期：2015年6月论文答辩日期：2015年6月9日答辩委员会主席：阎少泉教授级高工I中文摘要中文摘要随着港口经济的日益发展，港口物流量也逐年增加。在众多的港口输运机械中，螺

3、旋卸船机凭借其环保、高效、经济等特点受到人们的重视。但是对其生产设计的核心技术依然由国外掌握，为降低成本，国内也开始着手研究，并旨在提升此卸船机的输送效率。而垂直螺旋输送机的输送效率在整个螺旋卸船机的输送过程中占有相当重要的位置。过往的设计理论都只是研究物料的特性以及物料与螺旋叶片的相互作用。现有的气固两相流动理论指出，气体对颗粒的运动有着较大的影响，而垂直螺旋输送机常用来输送粉末状物料，考虑及此，将气固两相流理论引入垂直螺旋输送机的输送机理，并用Fluent对其进行计算机仿真实验。首先应用滑移网格模拟输送机中螺旋叶片的旋转，对输送机中的气相流场进行数值模拟，得出输送机中气体流速和

4、压强的分布。其中气体的轴向速度和切向速度较大，有助于物料的输送；在开始阶段，输送机内部压强低于大气压强可以加速进料；气流在输送机内部形成涡旋，压强为负压，可以加速物料的提升速度。其次应用欧拉模型模拟输送机内的气固两相流动，研究物料粒径、密度、填充率和螺旋转速对物料的提升速度和分布浓度的影响。在考虑气体的前提下，物料粒径对输送效率的影响更为重要，粒径越小，物料在气体中的分布越均匀，物料与气流间的相互作用越小，物料的垂直提升速度越高；螺旋转速次之，螺旋转速越高也会使物料在气体中的分布更均匀，物料的垂直提升速度增高；相反，对于小粒径物料而言，物料填充率越大，物料的提升速度反而越小；物料密

5、度对物料的浓度与提升速度并无过多影响。本研究为垂直螺旋输送机的结构设计和适用范围以及系列化设计提供一定依据。关键词：螺旋卸船机；垂直螺旋输送机；气固两相流；滑移网格；欧拉模型IIIABSTRACTABSTRACTWiththegrowingdevelopmentofporteconomy,portlogisticsquantityhasincreasedbyyears.Amongthemanyportconveyingmachinery,screwshipunloadershavewonpopularitybyitsenvironmentalprotection,efficient

6、,economyandothercharacteristics.However,thecoretechnologyofproductiondesignforshipunloadershasstillbeenheldbyoverseas.Consideringthecost,ithasalsobeenstudiedathome,aimingtoimprovethetransmissionefficiencyofshipunloader.Itisworthmentioningthatthetransportefficiencyofverticalscrewconveyorplaysan

7、importantroleonthewholetransportationprocessofscrewshipunloader.Toknowconveyingtheoryisthefirststepinraisingefficiencyfundamentally.Pastdesigntheorywasjustlimitedtothepropertiesofthematerialandtheinteractionbetweenthematerialandthescrew