排灌机械工程学报

作者：宋龙波,滕爽,曹骞,康灿*,丁可金,李长江

单位：1. 国家泵类产品质量检验中心山东, 山东 淄博 255209; 2. 江苏大学能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013; 3. 中国船舶第七○四研究所, 上海 200031

关键词：固液两相流动,固体颗粒,垂直管道,颗粒体积比,形状系数

基金：上海市科学技术委员会科研计划项目(19DZ1207303)

为了研究不同性质的大颗粒固液两相流对深海采矿输送系统的影响,应用商用计算流体力学软件STAR-CCM+中的离散单元法(DEM),对垂直管道内不同工况时的流动特征进行了数值分析.研究结果表明:在输送含有不同粒径颗粒的固液两相流时,颗粒的平均速度随着颗粒直径的增大而下降;随着中间尺寸颗粒(dp=15.0 mm)体积比的增大,颗粒的平均速度降低,大颗粒的滑移速度降低,小颗粒的滑移速度升高;大颗粒趋向液体速度较低的区域聚集,而小颗粒趋向液体速度较高的区域聚集.在输送含有不同形状颗粒的固液两相流时,当颗粒的形状系数减小时,颗粒的平均速度先降低后增大,颗粒的滑移速度先增加后下降;相比于球形颗粒,形状系数较小的颗粒受到的壁面效应更加严重,更容易在壁面附近发生速度骤降;球形颗粒(颗粒的形状系数为1.0)的平均速度最高,平均滑移速度最低,颗粒速度沿管道径向的分布最为均匀.

来源：2021年第11期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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