氣動力管道粉末貨物運輸系統(tǒng)設計與實驗.pdf

1、管道運輸具有連續(xù)運輸、運輸效率高、能耗小、環(huán)境污染小、便于自動化管理等優(yōu)點，用氣動力管道輸送煤粉顆粒有助于釋放鐵路運能，節(jié)約水資源，有較大的現(xiàn)實意義。本文創(chuàng)新研究設計一種氣動力運輸粉末貨物的管道系統(tǒng)，采用建模、仿真和實驗的方法研究管道內(nèi)煤粉和氮氣兩相流，確定了相關參數(shù);在此基礎上，對管道系統(tǒng)及其主要部件進行設計。具體如下:
　　(1)運用氣固兩相流基礎理論研究氮氣和煤粉及其混合物的流動特性，根據(jù)氣固兩相流流體力學經(jīng)驗公式，查閱管道

2、手冊和標準，參考、借鑒其他管道運行參數(shù)，初步確定了管道內(nèi)兩相流的基本參數(shù)值或參數(shù)取值范圍，如煤粉密度、濃度、質(zhì)量流量、容積含氣率等。
　　(2)用實驗的方法研究管道內(nèi)煤粉顆粒不同粒徑下的濃度分布規(guī)律，并與其它實驗研究做了對比分析，發(fā)現(xiàn)管道直徑較小時管道中部煤粉濃度低，管壁附濃度分布高，管徑較大時則相反，并確定了氣動力運輸管道內(nèi)所運輸煤粉顆粒的大小，其平均粒徑為0.8mm。
　　(3)對管道進行了網(wǎng)格劃分，用k-ε雙方程模型采

3、用容積控制法，二次插值法，選取管道內(nèi)關鍵點，研究了管道內(nèi)煤粉濃度和速度分布，得出管道直徑較大時，保證壓力供給的情況下，煤粉在管道中部的濃度和速度比管壁附近高，可以實現(xiàn)煤粉在管道中部的運輸，以減小管道摩擦阻力。
　　(4)建立了一維管流質(zhì)能守恒模型，研究長距離輸送管道內(nèi)流體流動特性。通過Matlab仿真計算得到了15km管道內(nèi)流體速度分布規(guī)律和波動特性，得到不同煤粉密度和含氣率條件下流體速度和流量分布圖，不同演化時間步下管道內(nèi)流體速