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海泡石矿粉文丘里喷射器设计与流动特性分析

海泡石矿粉文丘里喷射器设计与流动特性分析

作者：张艳琼湘潭大学

学位级别：硕士

研发海泡石矿粉射流分级装置,可有效提高湖南储量丰富、特色优势明显的海泡石矿产品附加值和利用范围。文丘里喷射器是海泡石矿粉射流分级装置中矿粉与气体混合的关键部件。本文基于文丘里效应,开展海泡石矿粉的文丘里喷射器优化设计研... 详细信息

研发海泡石矿粉射流分级装置,可有效提高湖南储量丰富、特色优势明显的海泡石矿产品附加值和利用范围。文丘里喷射器是海泡石矿粉射流分级装置中矿粉与气体混合的关键部件。本文基于文丘里效应,开展海泡石矿粉的文丘里喷射器优化设计研究,主要从海泡石矿粉特性检验、文丘里喷射器设计、结构参数优化以及海泡石矿粉在文丘里喷射器内部流动特性等方面进行了探讨:（1）海泡石矿粉特性检验。搭建海泡石矿粉特性检测实验平台,采用显微镜法、容积法和直剪法,对本文所用海泡石矿粉的物理特性和力学特性进行检测,为后续仿真分析提供数据。（2）文丘里喷射器理论分析与结构设计。首先针对文丘里喷射器工作原理、工作效率和结构设计方法进行详细分析;然后采用气体动力函数法,计算得出文丘里喷射器理论喷射系数;最后根据相关经验公式,初步确定文丘里喷射器几何结构。（3）文丘里喷射器结构参数优化。针对文丘里喷射器工作效率低的问题,通过FLUENT数值模拟,首先运用单因素控制变量法,分析不同结构参数对文丘里喷射器工作效率的影响;然后以工作效率为考核指标,采用正交试验方法对文丘里喷射器结构参数优化;最后通过极差和方差分析得出最优结构参数,为后续仿真分析提供物理模型。（4）海泡石矿粉在文丘里喷射器内部流动特性仿真分析。针对文丘里喷射器内部流动情况复杂的问题,采用DPM模型,分别从压力、速度、颗粒运动轨迹和湍流动能四个方面对不同状态下文丘里喷射器内部流动情况进行仿真分析。（5）海泡石矿粉在文丘里喷射器的PIV实验分析。搭建PIV实验平台,对不同状态下海泡石矿粉颗粒在文丘里喷射器内部流动情况分析,得出内部流动规律,并与仿真结果对比。理论分析与实验结果表明,本文设计的文丘里喷射器不仅能实现海泡石矿粉与气体快速有效混合,而且通过结构参数优化,提高了文丘里喷射器工作效率,对后期海泡石矿粉分级具有重要意义,可增加海泡石矿产品附加值和利用范围。

关键词：海泡石矿粉文丘里喷射器优化设计数值模拟流动特性

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海泡石矿粉射流分级机喷嘴的模拟与实验研究

海泡石矿粉射流分级机喷嘴的模拟与实验研究

作者：朱文牧湘潭大学

学位级别：硕士

射流喷嘴作为海泡石矿粉射流提纯分级装置的关键结构部件,喷嘴喷出颗粒的弥散程度是影响气流分级装置粒径分级的主要因素之一。为研究海泡石矿粉颗粒在喷嘴内外流场中的运动情况,本文基于海泡石矿粉颗粒自身的物性特征和力学特性,主要... 详细信息

射流喷嘴作为海泡石矿粉射流提纯分级装置的关键结构部件,喷嘴喷出颗粒的弥散程度是影响气流分级装置粒径分级的主要因素之一。为研究海泡石矿粉颗粒在喷嘴内外流场中的运动情况,本文基于海泡石矿粉颗粒自身的物性特征和力学特性,主要从射流分级喷嘴结构、参数优化、射流分级实验等方面进行了探讨:（1）海泡石粉体颗粒物性实验研究。采用粉体综合性能测试仪、SU5000场式发射扫描电镜、Mastersizer2000型激光粒度仪、斯托默粘度计,分别对海泡石矿粉颗粒特性颗粒分散度、松装密度、振实密度、压缩度、平均粒径、运动粘度和动力粘度等参数进行检测,为后续海泡石矿粉颗粒在射流分级喷嘴内外流场的流动特性仿真提供数据支持。（2）射流分级喷嘴数值模拟和参数优化。首先对颗粒的受力类型进行分析,确定海泡石矿粉颗粒在流场中受力为重力、曳力、Basset力和压力梯度力;然后对四种不同射流分级喷嘴进行仿真模拟,分析模拟结果选出最为合适的喷嘴为扇形喷嘴;最后通过正交试验的方法对喷嘴进行结构优化。（3）射流分级喷嘴实验研究。进行射流分级喷喷嘴实验平台的组建,采用单因素控制法研究了喷嘴圆弧半径、喷嘴出口高度和喷嘴出口长度对海泡石矿粉颗粒了射流分级的影响,并与仿真结果进行对比。理论分析、数值模拟以及实验结果表明,射流分级喷嘴的优化提高了海泡石矿粉颗粒的弥散度,从而使得分级机的分级精度和分级效果更好,各分级区域内收集的粉体颗粒部分分级效率得到提高。

关键词：海泡石矿粉射流分级喷嘴结构数值模拟

海泡石矿粉气固混合器结构改进及其内部两相流动特性研究

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海泡石矿粉气固混合器结构改进及其内部两相流动特性研究

作者：郑晨晨湘潭大学

学位级别：硕士

气固混合器是海泡石矿粉射流分级装置中的重要组成部分,其气固混合效果好坏是影响后续分级效果的主要因素之一。本文基于文丘里效应,针对传统气固混合器在近壁面物料浓度大,易结块造成混合器堵塞的问题,对海泡石矿粉气固混合器结构进行... 详细信息

气固混合器是海泡石矿粉射流分级装置中的重要组成部分,其气固混合效果好坏是影响后续分级效果的主要因素之一。本文基于文丘里效应,针对传统气固混合器在近壁面物料浓度大,易结块造成混合器堵塞的问题,对海泡石矿粉气固混合器结构进行了改进。利用COMSOL Multiphysics软件对改进后的气固混合器结合海泡石矿粉特性进行了数值模拟研究,分析了其内部流动特性和不同结构参数对气固混合器内部流场的影响规律,以期为海泡石矿粉气固混合器的实际设计和运行提供理论指导。本文主要围绕以下几个方面展开了研究:（1）海泡石矿粉气固混合器结构改进及设计计算。基于气固混合器理论分析,针对传统气固混合器的缺点对其结构进行改进;选取气体动力函数法为海泡石矿粉气固混合器设计理论基础,结合气固混合器的实际工况并根据相关经验系数初步计算其结构尺寸,通过creo3.0建立三维几何模型。（2）海泡石矿粉气固混合器数值模拟方法。对气固混合器数值模拟中气相、海泡石颗粒相以及气固双向耦合模拟方法进行研究;选择气相中的湍流模型和离散格式;对海泡石颗粒进行受力分析,建立颗粒运动方程。（3）海泡石矿粉气固混合器内两相流场数值模拟研究。对气固混合器的计算域进行网格划分,并对网格进行无关性检验和质量判定;对气固混合器内部流场进行数值模拟,并将其内部沿轴向方向上的速度、压力以及海泡石颗粒的运动轨迹的仿真情况与理论分析进行对比,验证数值模拟的可靠性。（4）结构参数对海泡石矿粉气固混合器内流动特性影响。在工艺参数一定的情况下,利用COMSOL Multiphysics软件通过改变收缩角?、扩张角?和喉部长径比l/d的大小,获得混合器内部流场数据（如海泡石颗粒速度、颗粒运动轨迹）,通过分析对比这些数据,得到上述参数对海泡石矿粉气固混合器内部流动特性的影响规律。（5）海泡石矿粉在气固混合器内LDA实验。通过搭建LDA实验平台,分别测量气固混合器轴线上沿流动方向的速度和喉部截面沿竖直中心线上径向速度,与仿真结果进行对比,验证数值模拟的真实性。理论分析、数值模拟和实验结果表明,本文设计改进的海泡石矿粉气固混合器一定程度上缓解了近壁面物料堆积的问题,实现了海泡石矿粉与空气的快速有效混合;通过研究海泡石矿粉气固混合器关键结构参数对其内部流动特性的影响规律,对后期气固混合器的结构优化具有指导意义。

关键词：海泡石矿粉气固混合器数值模拟气固两相流流动特性

海泡石矿粉在水平圆管内受力分析及气力输送特性研究

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海泡石矿粉在水平圆管内受力分析及气力输送特性研究

作者：刘伟湘潭大学

学位级别：硕士

水平圆管作为海泡石矿粉射流提纯分级装置的关键结构部件,管道内的颗粒悬浮气力输送特性是影响气流分级装置粒径分级的主要因素之一。为研究海泡石矿粉颗粒在水平管道内的输送特性,本文基于海泡石矿粉颗粒自身的物理特性和力学特性,对... 详细信息

水平圆管作为海泡石矿粉射流提纯分级装置的关键结构部件,管道内的颗粒悬浮气力输送特性是影响气流分级装置粒径分级的主要因素之一。为研究海泡石矿粉颗粒在水平管道内的输送特性,本文基于海泡石矿粉颗粒自身的物理特性和力学特性,对水平圆管内海泡石矿粉颗粒进行受力分析,并在不同结构参数和不同工艺参数条件下对海泡石矿粉颗粒进行气力输送特性数值模拟和实验研究。本文主要围绕以下几个方面进行了探讨:（1）海泡石矿粉颗粒特性检测。采用粉体综合性能测试仪、超景深显微镜、斯托默粘度计和应变控制式直剪仪分别对海泡石矿粉颗粒休止角、崩溃角、差角、分散度、密度、粒径、粘度和摩擦角等参数进行检测,为后续的理论分析与仿真模拟提供数据支持。（2）海泡石矿粉颗粒的受力分析。首先建立颗粒相与气体相的动力学方程,对颗粒的受力类型进行分析,并确定了颗粒与壁面间的相互作用力;然后通过受力大小的数量级分析颗粒在数值模拟中重点考虑的力;最后通过所考虑的作用力建立颗粒在层流和湍流状态下的切应力模型。（3）海泡石矿粉颗粒在水平圆管内气力输送特性数值模拟。针对海泡石矿粉颗粒在水平圆管内输送特性分析困难的问题,提出一种基于颗粒粒径和受力状况的气力输送特性数值模拟分析方法,通过改变水平圆管管径、入口速度和粒径大小,采用COMSOL Multiphysics对海泡石矿粉颗粒气力输送情况进行数值模拟分析。（4）海泡石矿粉颗粒在水平圆管内气力输送实验。通过搭建水平圆管内气力输送实验平台,对不同管径、不同入口速度和不同粒径海泡石矿粉颗粒进行气力输送实验,得到水平圆管内颗粒速度及轨迹分布状况,并与仿真结果进行对比。理论分析、数值模拟和实验结果表明,针对海泡石矿粉颗粒特性对其在水平圆管内进行受力和仿真分析,可为不同工艺参数条件下气力输送的颗粒粒径选择提供依据,对后期开展海泡石矿粉颗粒提纯分级和非金属矿物物料悬浮平稳输送研究具有重要意义,可有效提高湖南湘潭储量丰富的海泡石矿粉附加值和利用范围。

关键词：海泡石矿粉受力分析水平圆管数值模拟输送特性

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水平圆管内海泡石矿粉的气力输送特性

中国粉体技术 2019年第1期25卷 52-57页

作者：周友行刘伟李昱泽徐志刚郑晨晨朱文牧湘潭大学机械工程学院复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湖南湘潭411105

针对海泡石矿粉颗粒在水平圆管内流动特性分析困难的问题,提出一种基于颗粒粒径和受力状况的海泡石矿粉颗粒的气力输送性能仿真分析方法;以颗粒平稳气力输送为目标,构建水平圆管内海泡石颗粒的切应力模型;分析不同粒径海泡石矿粉颗粒在... 详细信息

针对海泡石矿粉颗粒在水平圆管内流动特性分析困难的问题,提出一种基于颗粒粒径和受力状况的海泡石矿粉颗粒的气力输送性能仿真分析方法;以颗粒平稳气力输送为目标,构建水平圆管内海泡石颗粒的切应力模型;分析不同粒径海泡石矿粉颗粒在稀相气、固两相中的受力状况,计算在特定工艺参数下颗粒各种受力变化,并分析其影响效果;基于COMSOL多相流分析软件,结合受力分析结论,采用双向耦合粒子追踪方法,对不同粒径的海泡石矿粉颗粒气力输送特性进行分析验证。结果表明:在特定工艺参数条件下,海泡石矿粉颗粒在水平圆管内的受力状况与颗粒粒径密切相关。

关键词：输送特性水平圆管受力分析海泡石矿粉

美味牛肝菌与马尾松幼苗无菌条件下的外生菌根合成

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食用菌学报 2009年第1期16卷 31-36,F0003页

作者：付绍春谭琦陈明杰尚晓冬蔡令仪张美彦农业部应用真菌资源与利用重点开放实验室上海市食用菌工程技术研究中心上海市农业遗传育种重点开放实验室上海市农业科学院食用菌研究所上海201106

在改进菌根合成技术的基础上,成功获得了美味牛肝菌(Boletus edulis)与马尾松(Pinus massoniana)幼苗的外生菌根,描述了人工条件下合成的外生菌根形态。针对菌根合成基质、宿主苗龄和接种方式进行了正交实验,通过对苗成活率、培养6个月... 详细信息

在改进菌根合成技术的基础上,成功获得了美味牛肝菌(Boletus edulis)与马尾松(Pinus massoniana)幼苗的外生菌根,描述了人工条件下合成的外生菌根形态。针对菌根合成基质、宿主苗龄和接种方式进行了正交实验,通过对苗成活率、培养6个月的树苗地径和苗高、茎根比、菌根根尖数、菌根感染率6个指标的综合分析,结果在菌根合成中,采用模拟自然土壤结构的二层基质体系的菌根合成效果明显优于目前广泛使用的单层泥炭蛭石基质,且向基质中添加海泡石矿粉更有利于外生菌根菌的形成和发育。

关键词：菌根合成基质海泡石矿粉松树苗龄接种方式菌根感染率