一、立管移动床中架拱现象的力学分析（论文文献综述）
高召强[1]（2021）在《颗粒物料绕流换热管的流动与磨损特性研究》文中指出能源是人类生存和发展的重要物质基础,也是制约经济和社会发展的重要因素。节能减排已成当下各国绿色可持续发展的最佳选择,在我国各行业能耗中,工业能耗位居榜首,其中半数以上转化为不同载体、不同温度的工业余热,若将这部分余热加以有效利用,提高工业经济效益。本文为研究换热器内颗粒流动特性,建立多区域型换热器,利用离散元法建立换热器数值计算模型,并通过实验对比证明其准确性。对多区域型换热器内颗粒流动过程,通过多尺度结构统计规律,分析换热器内颗粒对换热管磨损位置、强度,以及颗粒团覆盖面积、停留时间、力链结构变化、接触力、力平衡状态以及颗粒绕流换热器剪切层位置及临界阻塞状态及其影响因素。系统研究了钒颗粒物性参数（颗粒与颗粒静摩擦系数、颗粒粒径）和换热器运行及结构参数（卸料速度、内换热器横管直径、换热器间距）对颗粒流动特性的影响,得出以下结论:（1）换热器内颗粒流动在换热管附近分为近壁面区和中心束流区。换热管间中心束流区域颗粒流动均匀性优于换热器管壁区域;颗粒在近边界层形成边界层区域,此时的颗粒流动会产生明显的“壁效应”即部分颗粒会在此区域形成挂壁,部分颗粒附着在壁面上,壁面附近大约4-6倍的颗粒粒径范围内,受到强烈扰动。合理分布的管间距下,各分区MFI值均为大于0.3,换热管中心束流区颗粒流平均MFI值为0.867,颗粒流动为整体流。颗粒流会受到换热器的扰流,换热管径向方向影响范围约为8-10倍粒径,颗粒在此影响区域转动势能占比达到85%以上,脱离区域后迅速降低。换热管上方约15倍粒径范围内颗粒流速减小,在换热器圆管上方会形成堆积“死料区”,同时堆积颗粒在换热管下方形成“空穴区”。（2）颗粒流动模式行为的转变很大程度上是随着颗粒间力链结构的变化而变化的。随着颗粒间的摩擦系数的增大,力链体系更加密实,同时力链强度增加,6-8个颗粒的力链长度数量明显相比低摩擦系数的高。同时力链方向在中心流动区45°方向逐渐向水平的力链数量增加,颗粒流更容易出现拱结构;粒径的增大,长力链（大于6）出现数目由76降低到34,降幅达到42%,内换热器间及换热器壁面间不容易形成拱形强力链,速度波动幅度逐渐增大;粒径越大颗粒团在换热器管壁的平均停留时间由2.15s降低到1.73s,降幅达到20%,颗粒和换热器管的换热时间缩短;卸料速度越快近管壁区空隙率由0.832降低到0.762,降幅12%,颗粒体系更松散,越不容易形成拱结构。（3）流速对颗粒流型和稳定性,力链结构无明显影响。当控制流速由2 mm/s增大至10 mm/s时颗粒竖直方向速度脉动标准偏差逐渐增大,速度脉动频率由0.08-0.13KHz增大至0.09-0.15KHz,颗粒速度脉动越剧烈。随着换热器圆管直径的增加,圆管影响范围扩大,颗粒流动均匀性小幅降低,换热器内强力链方向无明显变化。颗粒间接触力和平均接触力比值的概率密度分布无明显差异。换热器管径越大,换热器圆管下方空穴区域,换热器圆管迎流面的堆积颗粒区域以及覆盖面积明显变大,颗粒流动在中心区域的回流呈塌落更明显,更加容易引发新的速度波传递,使得颗粒脉动越剧烈。无量纲值N取值在0.25-0.5附近时会有较大的概率发生堵塞现象,保持在管径1.5-2.0倍间距时颗粒流动相对容易达到稳态,且堵塞可能性大大降低,并且对换热器磨损量相对较小。（4）换热器磨损位置几乎不受到物料特性（粒径、摩擦系数、运动速度等）,相同颗粒粒径情况下,随着换热器间距值和管径的比值的变大其磨损位置-45°～45°逐渐缩小到-20°～20°,且磨损强度逐渐减弱,管内流动均匀性得到较大提高。颗粒粒径越大对换热器管壁造成的磨损更加严重,换热器管壁迎流面由于存“死料”堆积区域,其磨损强度非常弱,而在换热器管壁两侧位置受剪切带作用颗粒对此位置的磨损效果严重。
史燕飞[2]（2020）在《复杂结构料仓的应力分析》文中提出颗粒材料在自然界和工程中极普遍,一般分为粉体和散体。料仓是用来把各种散体材料存储起来的容器。目前,由于料仓事故在世界各地的发生,使得料仓的安全问题得到了人们的重视。这也就使得料仓内部应力的研究成为各个国家和地区研究的重点。现有的料仓应力的理论计算公式中以Janssen公式最为经典,但是该理论公式也只是计算了简易料仓的壁面应力,而对于具有复杂结构的壁面应力没有为研究提供依据的理论计算公式。针对这一问题,本文以某企业脱气仓壁面应力的Jenike报告值为依据,运用离散元分析软件PFC来模拟料仓的应力分布,进而修正所推导的理论公式,完成了以下工作,为设计提供参考。通过PFC软件首先模拟了简易料仓的壁面应力,并与Janssen理论公式结果进行对比,分析了PFC-2D与PFC-3D差别,再使用PFC-2D模拟了各种参数对壁面应力分布的影响。研究发现,PFC-2D比较适合做定性分析,PFC-3D比较适合做定量的分析,壁面应力随着颗粒的内摩擦系数以及壁面摩擦系数的减小而增大,也随着出料口宽度的减小而增大,而随着锥体倾角的增大而增大。以聚乙烯脱气仓为例,考察复杂结构料仓内的应力分布。又因该脱气仓拥有多个不同高度位置的改流体,结构比较复杂,尺寸也比较大。故本文使用了PFC-3D对该脱气仓进行了分段模拟,分别模拟了各个复杂段仓壁面的应力,最后合成了仓壁面应力的总的分布图,并与Jenike的报告值进行了对比。模拟结果与Jenike报告值趋势一致,但是有一定的偏差,这是由于模拟时所用的颗粒直径尺寸与脱气仓的直径尺寸比值比实际偏大所造成的。以Janssen假设为依据,推导了直筒和改流体段,倒锥体和改流体段,倒锥体段的仓壁面应力理论公式。运用PFC分析了侧压力系数的影响因素,进而对侧压力系数进行了修改。在以Jenike报告值为依据,校正了所推导的理论公式。对料仓内部进行了微观分析,不同粒径分布颗粒体系的空隙率跨度一般比较大,一般也比均一粒径颗粒体系的空隙率大。在直筒和倒锥体交接的地方,由于颗粒挤压比较激烈,使得空隙率偏小。还分析了卸料时壁面应力的分布,以及颗粒的速度分布,接触力网分布等情况。通过本文的工作可以得出:离散元法和所修正Janssen理论公式能够为复杂料仓的设计提供新的思路。
贾启璠[3]（2020）在《引入气相对D类颗粒卸料过程特性的影响》文中认为催化剂、粒煤等D类颗粒卸料问题,广泛存在于催化重整、粒煤燃烧、乙烯聚合、汽油脱硫等工农业生产过程。引入气体不仅能改善卸料过程中颗粒流动情况,如促进颗粒形成整体流动、抑制架桥等,还可灵活调节颗粒流率,提高装置效率。目前有关引入气体调控D类颗粒卸料流率的研究中,系统考察不同正负压差条件的影响的研究较少,且缺乏对于间歇卸料过程尤其是引入气体后颗粒流率变化规律的研究。本文通过搭建一套冷模试验装置,测量引入气相前、后,D类颗粒在间歇和连续卸料两种卸料形式下的压力分布、颗粒流动状态和颗粒流率,揭示气相的引入对床体内气固两相特性影响,并建立压降和颗粒流率计算模型,对比分析两种卸料形式下异同点,以期为引入气相调控D类颗粒卸料流率的方法提供参考。结果发现,间歇和连续卸料过程中,在不同时间段内具有不同的气固两相流动特性,故首先根据颗粒流动状态和压力变化情况划分各流动阶段,考察各阶段气体流动特性,分析颗粒流动特性并建立颗粒流率计算式。间歇卸料过程可划分为三个阶段:初始蓄压PS阶段、稳定卸料SD阶段和非满管流PP阶段。考虑到颗粒床层高度几乎不随时间发生变化,连续卸料过程仅划分为两个阶段:初始蓄压PS阶段、稳定卸料SD阶段,不存在非满管流PP阶段。根据气体流动特性,间歇和连续卸料过程中,均可通过实验拟合得到相同的床层压降Δpb、卸料口颗粒阻力Δpo1和卸料口局部阻力Δpo2计算式。但是,由于各阶段不同气固两相流动特性,需根据实际情况将上述计算式进行选择性叠加,揭示各阶段压力分布随压差和时间变化特性,并建立不同卸料过程、不同阶段转折点处压降计算方程,与实验值较为吻合。根据颗粒平均流动区域宽度、颗粒死区尺寸、连续卸料过程中表层颗粒斜面影响范围等颗粒流动特性,间歇和连续卸料过程中,正压差条件下颗粒流动均更加均匀,其均匀性随气速的增大而增大;负压差条件下则相反。同时,连续卸料下颗粒流动更为均匀。时间较长、流场较为稳定的SD阶段中,在间歇和连续卸料过程中,均发现卸料口压降中的卸料口颗粒阻力是影响颗粒流率的关键参数,并通过修正De Jong提出的卸料口压降公式、Beverloo公式,依次建立卸料口颗粒阻力、D类颗粒卸料流率预测模型,与实验值吻合较好。
王乃嘉[4]（2020）在《斜管内颗粒输送的流态及对管道诱导振动特性的实验研究》文中认为斜管是循环流化床、流化催化裂化反应-再生系统等典型流态化工艺中颗粒循环回路的重要组成部分,主要用作为将气固分离系统收集的颗粒输送到流化床或在两个流化床之间进行颗粒输送的管道,同时维持整个颗粒循环系统的压力平衡,保证整个工艺过程的稳定运行。斜管内颗粒输送过程的流态具有多样性,流态的转变易受斜管联接的垂直管高度、颗粒质量流率、松动风量等因素的影响,同时流态的转变会引起管道设备的机械振动。因此,研究不同工况条件下斜管内的颗粒流动状态,同时考察其对管路的诱导振动的影响,具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在一套斜管实验装置上（斜管与竖直方向的倾斜角度为45°、内直径为150mm）,以FCC催化剂颗粒为实验物料（颗粒平均粒径67μm,颗粒密度1561kg/m3）,在改变颗粒质量流率和松动风量、斜管上端联接的垂直管段的高度变化条件下,记录了斜管内的颗粒输送流态及其变化的现象,并采用压力传感器测量了斜管不同位置的压力脉动数据,用位移传感器测量了斜管的振动位移响应。实验表明:随着松动风量的增大,颗粒质量流率逐渐增大,且蝶阀对颗粒质量流率的调节在松动风的作用下均处在可控制区;斜管内流态依次改变,随着开度的增大分别为蠕动流、波动流、分层流、流化流;同时随着松动风量的增加以及垂直立管高度的降低,管内流态有着明显的改善,各流态出现较未改变松动风量前提前了2-3个蝶阀开度。对压力脉动信号进行标准偏差分析、功率谱分析、时均值处理等方法,能较好地识别颗粒输送的流态,提取了各流态的特征值。对斜管的振动位移信号分析表明,当松动风量及垂直立管高度发生改变时,会引起斜管振动的剧烈程度的不同,实验数据表明斜管振动的频率为12.5Hz。
彭莉[5]（2017）在《应用基于GPU的离散单元法模拟研究立管颗粒流动》文中指出立管系统凭借其构造简单、造价低廉等优点,广泛应用于颗粒物料的输送。但实际工业应用立管仍然面临着不稳定排料这一挑战,不稳定排料不仅降低了颗粒的输送效率,而且影响着生产运行的稳定性和安全性。已有研究工作虽然对立管不稳定排料有一定研究,但其本质原因仍不清楚。本论文从立管内颗粒流动入手,在阐述清楚颗粒流动机理的基础上,揭示了立管排料稳定性问题的本质;同时,构建了立管稳定运行的约束性方程;并拓展了当量重力理论模型用于模拟负压差下的立管排料。理解立管排料稳定性的关键是明确立管内颗粒流动特征及机理。传统的立管排料模拟研究中,料面高度普遍偏低,不足以摆脱孔口对其上部颗粒的影响,导致立管内过渡区的流动特征及机理不明确。基于此,本论文通过优化的离散单元法（DEM）,通过提高模拟料面高度,完全摆脱了孔口的影响,明确了过渡区的流动特征及机理。结果表明,在立管排料状态改变过程中,过渡区内存在关键转变区域。当关键转变区域出现不稳定流动后,加速颗粒传递到孔口处需要一定时间,在这段时间,孔口处颗粒速度并无变化,立管依然维持稳定排料。这也揭示了立管排料稳定性问题的本质其实是立管内颗粒流动稳定性发生了变化,维持颗粒分布平衡的借以克服重力的颗粒与管壁面之间稳定摩擦作用消失,排料量的波动只是颗粒流动变化的作用结果,也是立管内不稳定流动的宏观表现。在此基础上,将关键转变区域空隙率初始变化时所对应的立管料面高度定义为避免不稳定流动的临界料柱高度。在深入研究了颗粒性质（如颗粒密度、颗粒内摩擦系数）以及设备设计参数（孔口尺寸）对立管临界料柱高度的基础上,构建了立管稳定运行的约束性方程,为相关工业设计及操控提供了理论指导。另外,传统负压差立管排料模拟采用CFD-DEM耦合的方法,计算过程复杂。针对该问题,本文结合散料力学和DEM模型,提出了当量重力理论模型,用以计算负压差情况下的立管排料。该模型通过散料力学理论优化DEM模型中的重力加速度项,无需DEM和其它流体软件进行耦合,达到了简化模型和提升效率的效果,为后续展开立管研究奠定了基础。
门秀杰[6]（2017）在《移动床操作技术基础研究进展回顾》文中研究指明移动床,是一种用以实现流体-固相接触的化工单元过程处理技术,固相移动速率低于流化床,且固相颗粒之间基本上无相对运动,因此兼具固定床和流化床的特点,其中流体以气体居多。移动床操作的缺点是控制固体颗粒的均匀下移比较困难,床层容易出现贴壁、空腔和架拱等非正常操作现象,受床的结构、操作条件、固体颗粒基本性质等影响。针对于床内流动特性、床的几何构型和固体相的基本性质等影响移动床操作的关键因素,主要综述了近20年来气固移动床操作技术的基础研究进展。最后,对移动床操作技术进行了展望。
曹晓阳,孔文文,贾梦达,韩强,严超宇,魏耀东[7]（2016）在《FCC催化剂在45°斜管内下料特性的实验分析》文中指出以FCC催化剂为实验物料,采用动态压力传感器,实验测量了直径为150mm的45°斜管内不同颗粒流态下的动态压力,并进行了压力脉动的标准偏差分析。结果表明,随着蝶阀开度的增加,斜管内颗粒流态依次表现为蠕动流、波动流、分层流和满管流,颗粒质量流率呈现S形变化。不同流态下的动态压力差别很大,因此可以通过压力脉动曲线及其概率密度函数曲线来辨别这四种流态;其中,波动流态时,斜管存在剧烈振动,压力脉动呈低频高幅值波动。随着颗粒质量流率的增加,无量纲化标准偏差值先增大后减少,最后趋于平稳。
曹晓阳[8]（2016）在《输送斜管内颗粒流型与压力脉动信号关系的研究》文中提出斜管作为循环流化床颗粒循环系统的一部分,主要用于两个并列容器之间的颗粒输送,或连接立管将颗粒输送返回流化床,同时维持循环系统的压力平衡。斜管内气固两相流动属于非线性复杂系统,目前并没有完善的理论模型进行预测和优化操作。斜管内气固两相流动过程中形成的压力脉动信号含有大量的颗粒流动信息,能够反映管内的颗粒流型及其流动的稳定性。本文在两套斜管的实验装置上,通过多种信号处理方法分析测量的压力信号,能够有效地识别斜管内的流型分布,对于颗粒输送的机理研究以及控制颗粒稳定流动具有一定的指导作用,本文主要得出以下认识:在管径φ150 mm的45°斜管实验装置上,采用两种阀门控制排料。实验结果表明:当采用蝶阀时,随着蝶阀开度的增加,斜管流型依次表现为蠕动流、波动流、分层流和流化流动;当采用插板阀时,随着蝶阀开度的增加,斜管流型依次表现为蠕动流,密相流化流以及稀相流化流。通过对压力信号进行多种信号处理,例如标准偏差、功率谱密度函数和概率密度函数,将颗粒流型与压力信号的特征值相关联。上述三种信号分析方法相对简单,能够很好地识别颗粒流型,反映流动过程中流型的稳定程度。通过对斜管位移量进行测量发现,不同流型下气固两相流动诱导斜管的振动强度不同,其中稀相流化流动时,由于气泡的聚并与破碎,斜管内流动不稳定,造成斜管振动幅度最为剧烈。在管径φ80 mm的斜管实验装置上,采用插板阀进行实验,同时改变斜管的倾斜角度。实验结果表明:随着斜管倾斜角度的增加,颗粒流型具有明显的不同,依据实验结果绘制出不同倾斜角度下的流态相图,能够方便地预测斜管内的颗粒流型。同时对三种典型倾斜角度（30°、45°和60°）下斜管内压力信号进行测量,并用于颗粒流动流态的识别特性。例如对45°斜管中阀上和阀下的颗粒流型及其压力脉动特性进行对比分析,阀上流型依次为蠕动流,密相流化流以及稀相流化流,阀下颗粒流型只表现为气固分层流形式。通过信号处理方法能够明显地识别流型,了解流型的波动特性。
邓佑鲜,张万松,曹晓阳,贾梦达,严超宇,魏耀东[9]（2015）在《斜管内颗粒流分层流动特性实验》文中进行了进一步梳理在150mm×3 400mm倾角为45°的斜管实验装置上,以流化催化裂化催化剂（FCC催化剂）为固体颗粒物料,采用PV6型颗粒速度测量仪测量斜管内颗粒流下行过程中的不同径向位置的速度变化,研究斜管中颗粒流的分层流动特性.结果表明:随着下行颗粒流量的增大,颗粒流的速度在径向位置分层现象由表面延伸至整个截面,最后分层现象消失;颗粒速度的平均剪切率期望值可以很好的反应这种分层现象的变化.
邓佑鲜,张万松,曹晓阳,严超宇,魏耀东[10]（2015）在《斜管内流化催化裂化催化剂颗粒流的流态识别》文中研究表明在内径为150 mm、长度为3 400 mm、倾角为45°的斜管实验装置上,以流化催化裂化催化剂为固体颗粒物料,采用动态压力传感器测量斜管内颗粒流下行过程中的压力变化,研究斜管中颗粒流的流态变化。结果表明:随着下行颗粒流量的增大,颗粒流的流态依次为Ⅰ型分层蠕动流动、II型分层蠕动流动、过渡分层流动、分层流动和流化流动;斜管中下行颗粒流的流态可以用动态压力进行识别。
二、立管移动床中架拱现象的力学分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、立管移动床中架拱现象的力学分析（论文提纲范文）
（1）颗粒物料绕流换热管的流动与磨损特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 颗粒流动概述 |
| 1.2.1 颗粒物质简介 |
| 1.2.2 颗粒流动研究方法 |
| 1.3 离散元法的研究进展 |
| 1.3.1 离散元法国内外发展现状 |
| 1.3.2 离散元法在内构件磨损特性应用 |
| 1.3.3 离散元法研究换热器流动特性应用 |
| 1.4 技术路线及研究主要内容 |
| 1.4.1 技术路线 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验与数值模拟方法及验证 |
| 2.1 实验用材料和装置 |
| 2.1.1 实验颗粒材料 |
| 2.1.2 实验装置及设备 |
| 2.2 数学模型和几何模型建立 |
| 2.2.1 数学模型 |
| 2.2.2 几何模型 |
| 2.2.3 流动稳定性评价指标 |
| 2.2.4 速度脉动指标 |
| 2.2.5 网格划分及时间步长设定 |
| 2.3 主要物理研究参数 |
| 2.4 虚拟参数标定及模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 颗粒流动特性实验分析 |
| 3.1 换热器与壁面间距10mm工况实验 |
| 3.2 换热器与壁面间距5mm工况实验 |
| 3.3 管间距工况实验 |
| 3.4 埋管布置方式实验 |
| 3.5 结果分析与综述 |
| 第四章 换热器内颗粒流动特性多种尺度分析 |
| 4.1 颗粒流运动宏观尺度分析 |
| 4.1.1 顺排管束颗粒流动宏观尺度分析 |
| 4.1.2 粒径对流动影响的宏观尺度分析 |
| 4.1.3 颗粒间摩擦系数对流动影响的宏观尺度分析 |
| 4.1.4 卸料速度对流动影响的宏观尺度分析 |
| 4.1.5 错排管束对流动影响的宏观尺度分析 |
| 4.2 颗粒流绕流换热管细观尺度分析 |
| 4.2.1 顺排序无量纲N值对力链结构的影响 |
| 4.2.2 错排管束力链结构影响 |
| 4.2.3 颗粒摩擦系数对力链结构影响 |
| 4.2.4 颗粒粒径对力链结构影响 |
| 4.2.5 卸料速度对力链结构影响 |
| 4.3 微观尺度下颗粒流动分析 |
| 4.3.1 顺排序管束微观尺度统计规律 |
| 4.3.2 错排序管束微观尺度统计规律影响 |
| 4.3.3 颗粒间摩擦系数对微观尺度统计规律影响 |
| 4.3.4 颗粒粒径微观尺度统计规律影响 |
| 4.3.5 颗粒卸料速度对微观尺度统计规律影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 颗粒流对换热器磨损特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 顺排磨损特性实验分析 |
| 5.3 粒径对磨损特性分析 |
| 5.4 边界层距离对磨损特性分析 |
| 5.5 错排管束对换热器管壁磨损特性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
（2）复杂结构料仓的应力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 移动床的研究综述 |
| 1.1.1 移动床的流动现象 |
| 1.1.2 移动床中的传热现象 |
| 1.1.3 移动床中的离散元模拟 |
| 1.2 料仓壁面应力的研究综述 |
| 1.2.1 理论研究 |
| 1.2.2 实验方法 |
| 1.2.3 数值计算 |
| 2 离散元方法与料仓的PFC模型 |
| 2.1 离散元方法 |
| 2.1.1 离散元的基本原理 |
| 2.1.2 离散元的基本方程 |
| 2.1.3 离散元模型相关参数 |
| 2.2 PFC简介 |
| 2.2.1 PFC特点 |
| 2.2.2 PFC的模拟方法 |
| 2.3 简易料仓的PFC模型 |
| 2.3.1 料仓PFC模型仓壁的建立 |
| 2.3.2 料仓内物料的建立 |
| 2.4 壁面应力的影响因素分析 |
| 2.4.1 倒锥体的倾角对壁面应力的影响 |
| 2.4.2 出料口的宽度对壁面应力的影响 |
| 2.4.3 壁面的法向应力在颗粒与壁面摩擦系数下的变化 |
| 2.4.4 壁面的法向应力在颗粒间摩擦系数下的变化 |
| 2.5 料仓的PFC2D与 PFC3D的对比 |
| 2.5.1 壁面法向应力PFC模拟结果与分析 |
| 2.5.2 模拟结果中力网对比分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 PFC-3D模拟复杂结构料仓应力分布 |
| 3.1 顶层加载载荷的验证 |
| 3.2 脱气仓上部处理 |
| 3.3 脱气仓中部复杂段的模拟 |
| 3.4 脱气仓下部复杂段的模拟 |
| 3.5 脱气仓总的应力分布 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 Janssen公式的修正 |
| 4.1 料仓中复杂段壁面应力理论公式 |
| 4.1.1 直筒部分主动态壁面应力 |
| 4.1.2 直筒与改流体部分被动态壁面应力 |
| 4.1.3 倒锥体与改流体部分被动态壁面应力 |
| 4.1.4 倒锥体部分被动态壁面应力 |
| 4.2 侧压力系数的修正 |
| 4.2.1 侧压力系数随密度的变化 |
| 4.2.2 侧压力系数随颗粒内摩擦系数的变化 |
| 4.2.3 侧压力系数随壁面摩擦系数的变化 |
| 4.3 各复杂段Janssen公式的修正 |
| 4.3.1 朗肯被动态传统公式修正 |
| 4.3.2 朗肯主动态传统公式修正 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 料仓内部微观结构分析 |
| 5.1 颗粒堆积特性分布 |
| 5.1.1 直筒部分颗粒堆积特性分布 |
| 5.1.2 直筒和改流体部分颗粒堆积特性分布 |
| 5.1.3 倒锥体和改流体部分颗粒堆积特性分布 |
| 5.1.4 倒锥体部分颗粒堆积特性分布 |
| 5.2 不同粒径的分布对壁面应力的影响 |
| 5.3 卸料时料层结构的微观分析 |
| 5.3.1 卸料时壁面应力分析 |
| 5.3.2 卸料时不同时刻壁面空隙率的分布 |
| 5.3.3 卸料时不同时刻颗粒速度的空间分布 |
| 5.3.4 卸料时不同时刻接触力网的空间分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）引入气相对D类颗粒卸料过程特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 颗粒卸料过程特性简介 |
| 1.2.1 颗粒卸料流型及卸料形式 |
| 1.2.2 不同种类颗粒卸料特性 |
| 1.2.3 重力卸料颗粒流率计算模型 |
| 1.2.4 卸料过程中容易出现的问题及优化方法 |
| 1.3 卸料过程中引入气相的研究现状 |
| 1.3.1 引入气体对不同种类颗粒卸料过程的影响 |
| 1.3.2 压差卸料颗粒流率计算模型 |
| 1.3.3 卸料过程引入气相的实际应用 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第二章 实验装置和方法 |
| 2.1 实验装置及流程 |
| 2.2 实验介质及操作条件 |
| 2.3 实验方法和压力测点布置 |
| 2.4 压力信号的预处理 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 引入气相对间歇卸料过程特性的影响 |
| 3.1 间歇卸料各阶段的划分及其特性 |
| 3.2 间歇卸料各阶段压降分析 |
| 3.2.1 各特征气量下特征表观气速的确定 |
| 3.2.2 床层压降(Δp_b)的计算方程 |
| 3.2.3 卸料口局部阻力(Δp_(o2))的计算方程 |
| 3.2.4 卸料口颗粒阻力(Δp_(o1))的计算方程 |
| 3.2.5 各卸料阶段压降特性 |
| 3.3 间歇卸料过程颗粒流动特性 |
| 3.3.1 间歇卸料过程流动区域宽度和示踪颗粒位置变化 |
| 3.3.2 间歇卸料后死区高度 |
| 3.3.3 间歇卸料过程颗粒流率特性及其计算模型 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 引入气相对连续卸料过程特性的影响 |
| 4.1 连续卸料阶段的划分及其特性 |
| 4.2 连续卸料过程稳定卸料阶段压降分析 |
| 4.2.1 稳定卸料阶段各气量下表观气速的确定 |
| 4.2.2 稳定卸料阶段床层压降(Δp_b)的计算 |
| 4.2.3 卸料口压降(Δp_o)的计算 |
| 4.2.4 稳定卸料阶段压降特性 |
| 4.3 连续卸料过程颗粒流动特性 |
| 4.3.1 连续卸料过程流动区域宽度和示踪颗粒位置变化 |
| 4.3.2 连续卸料过程表层颗粒流动特性 |
| 4.3.3 连续卸料过程颗粒流率特性及其计算模型 |
| 4.4 连续卸料和间歇卸料过程特性的对比 |
| 4.4.1 卸料过程的操作顺序及卸料阶段的对比 |
| 4.4.2 卸料过程中的压降和颗粒流率的对比 |
| 4.4.3 卸料过程中的颗粒流动特性的对比 |
| 4.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（4）斜管内颗粒输送的流态及对管道诱导振动特性的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 流态化概述 |
| 1.1.1 流态化现象 |
| 1.1.2 流态化技术的研发历程 |
| 1.1.3 流态化工艺的结构与特点 |
| 1.2 关于斜管的研究 |
| 1.2.1 斜管的特点 |
| 1.2.2 斜管研究历程 |
| 1.2.3 松动风研究 |
| 1.2.4 联接斜管的立管内部气固两相流动特性 |
| 1.3 流固耦合 |
| 1.4 动态信号的分析方法 |
| 1.4.1 压力脉动信号分析方法 |
| 1.4.2 振动信号分析方法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验装置与方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.2 测量点分布 |
| 2.3 实验介质体系 |
| 2.4 实验参数 |
| 2.5 实验仪器 |
| 2.5.1 动态压力信号测量所用仪器 |
| 2.5.2 振动位移参数的测量 |
| 2.5.3 气体流量计 |
| 2.5.4 空气压缩机 |
| 2.6 动态压力信号处理 |
| 第3章 松动风量对斜管内颗粒输送流态的影响 |
| 3.1 流态的实验现象及流态的分类 |
| 3.2 不同流态下的压力脉动 |
| 3.2.1 不同阀门开度下的压力脉动曲线 |
| 3.2.2 松动风量对压力脉动曲线的影响 |
| 3.3 压力脉动的信号分析 |
| 3.3.1 压力脉动的时均值分析 |
| 3.3.2 压力脉动的标准偏差分析 |
| 3.3.3 压力脉动的功率谱分析 |
| 3.4 松动风对颗粒质量流率的影响 |
| 3.5 松动风对立管内颗粒流态影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 立管高度对斜管内颗粒流动特性的影响分析 |
| 4.1 流态的实验现象 |
| 4.2 压力脉动信号分析 |
| 4.2.1 各立管高度下的压力脉动信号分析 |
| 4.2.2 不同立管高度下入口、出口截面信号分析 |
| 4.2.3 不同垂直立管高度下的斜管底部测量截面功率谱分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 斜管内颗粒输送过程的诱导振动分析 |
| 5.1 松动风对管道振动的影响 |
| 5.1.1 不同松动风量下的斜管振动位移信号 |
| 5.1.2 不同松动风量下斜管振动位移的时均值分析 |
| 5.1.3 不同松动风量下斜管振动位移的功率谱分析 |
| 5.2 垂直立管高度对于管道振动的影响 |
| 5.2.1 不同垂直立管高度下的斜管振动图 |
| 5.2.2 不同垂直立管高度下斜管振动位移的时均值分析 |
| 5.2.3 不同垂直立管高度下斜管振动位移的功率谱分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 符号说明 |
| 致谢 |
（5）应用基于GPU的离散单元法模拟研究立管颗粒流动（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 立管颗粒流动的研究方法 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 散料力学理论研究 |
| 1.2.3 数值模拟 |
| 1.2.3.1 连续介质法 |
| 1.2.3.2 离散法 |
| 1.3 立管排料稳定性的研究进展 |
| 1.3.1 排料量的研究 |
| 1.3.2 应力的研究 |
| 1.3.3 空隙率研究 |
| 1.3.4 特征区域的研究 |
| 1.3.4.1 颗粒特征区域的划分 |
| 1.3.4.2 特征区域与不稳定流动 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 CPU/GPU耦合并行DEM计算方法的实现及验证 |
| 2.1 CPU/GPU耦合计算模型 |
| 2.2 多尺度异构超级计算系统 |
| 2.3 DEM算法实现 |
| 2.3.1 DEM模型 |
| 2.3.2 算法设计与实现 |
| 2.3.2.1 两级区域分解法 |
| 2.3.2.2 最优网格尺寸 |
| 2.3.2.3 扩展Hertz-Mindlin模型 |
| 2.4 实验验证 |
| 2.4.1 模拟及实验设备 |
| 2.4.2 模拟参数设置 |
| 2.4.3 模拟步骤 |
| 2.4.4 结果与讨论 |
| 2.4.4.1 立管排料量 |
| 2.4.4.2 立管空隙率 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 立管内特征区域的划分 |
| 3.1 模拟条件 |
| 3.1.1 模拟装置 |
| 3.1.2 模拟参数设置 |
| 3.1.3 模拟步骤 |
| 3.2 模拟结果处理方法 |
| 3.2.1 轴向空隙率的计算方法 |
| 3.2.2 径向空隙率的计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 速度分布 |
| 3.3.2 轴向空隙率 |
| 3.3.3 径向空隙率 |
| 3.4 立管内的特征区域划分 |
| 3.4.1 自由落料区和堆积角 |
| 3.4.2 向心流动区和垂直流动区 |
| 3.4.3 汇聚流动区 |
| 3.4.4 过渡区 |
| 3.4.5 平推流动区、壁面剪切区和松动区 |
| 3.5 立管内特征区域的讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 立管排料稳定性问题的本质 |
| 4.1 实验及模拟计算 |
| 4.1.1 模拟计算 |
| 4.1.2 实验设置 |
| 4.2 关键转变区域 |
| 4.2.1 速度分布 |
| 4.2.2 轴向空隙率分布 |
| 4.2.3 径向空隙率分布 |
| 4.2.4 特征区域对比讨论 |
| 4.2.5 关键转变区域的确定 |
| 4.3 关键转变区域的讨论 |
| 4.3.1 立管料面高度对关键转变区域空隙率的影响 |
| 4.3.2 速度分布 |
| 4.3.3 轴向空隙率分布 |
| 4.3.4 径向空隙率分布 |
| 4.3.5 立管排料稳定性问题的讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 避免不稳定流动的临界料柱高度及设计方程 |
| 5.1 临界料柱高度的建立及验证 |
| 5.1.1 临界料柱高度的建立 |
| 5.1.2 临界料柱高度的验证 |
| 5.1.2.1 模拟验证 |
| 5.1.2.2 实验验证 |
| 5.2 顶底效应 |
| 5.3 颗粒性质对临界料柱高度的影响 |
| 5.3.1 颗粒密度的影响 |
| 5.3.2 颗粒内摩擦系数的影响 |
| 5.4 设备设计参数对临界料柱高度的影响 |
| 5.4.1 适用临界料柱高度的孔口尺寸 |
| 5.4.2 孔口尺寸的影响 |
| 5.5 立管稳定运行的约束性方程 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 负压差立管颗粒流的DEM模拟 |
| 6.1 当量重力理论模型 |
| 6.1.1 当量重力加速度g_e的表达式 |
| 6.1.2 颗粒空隙率 |
| 6.1.3 表观滑移速度 |
| 6.1.4 当量重力加速度的求解 |
| 6.2 实验及模拟计算 |
| 6.2.1 模拟计算 |
| 6.2.2 实验设置 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 符号表 |
| 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（6）移动床操作技术基础研究进展回顾（论文提纲范文）
| 1 移动床操作概述 |
| 2 移动床操作的影响因素 |
| 2.1 流动特性的影响 |
| 2.2 安装构件的影响 |
| 2.3 其他结构特性的影响 |
| 2.4 固体相的基本性质 |
| 3 其他研究 |
| 3.1 传热行为 |
| 3.2 液-固移动床 |
| 4 结语与展望 |
（7）FCC催化剂在45°斜管内下料特性的实验分析（论文提纲范文）
| 1 实验部分 |
| 1.1 实验装置 |
| 1.2 实验方法 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 斜管内颗粒流动的实验现象 |
| 2.2 斜管内颗粒质量流率与蝶阀开度的关系 |
| 2.3 斜管内颗粒流动的动态压力曲线 |
| 2.3.1 不同流型的动态压力曲线 |
| 2.3.2 不同流型的概率密度函数分布 |
| 2.3.3 动态压力曲线随蝶阀开度的变化 |
| 2.4 斜管内颗粒流动的压力脉动的标准偏差分析 |
| 3 结论 |
（8）输送斜管内颗粒流型与压力脉动信号关系的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 循环流化床概述 |
| 1.1.1 流态化现象 |
| 1.1.2 循环流化床结构特点及工业应用 |
| 1.1.3 流化床的研究进展 |
| 1.2 提升管内气固两相流动结构 |
| 1.3 下料立管内气固两相流动特性 |
| 1.4 颗粒输送斜管的研究 |
| 1.5 压力脉动信号的分析方法 |
| 1.6 压力波动的机理研究 |
| 1.7 本文主要研究内容 |
| 1.8 本章小结 |
| 第2章 实验装置与实验方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 φ150 mm斜管实验装置 |
| 2.1.2 φ80 mm斜管实验装置 |
| 2.2 实验测点布置 |
| 2.3 实验物料 |
| 2.4 实验参数测量方法及仪器介绍 |
| 2.4.1 动态压力参数的测量 |
| 2.4.2 位移参数的测量 |
| 2.4.3 颗粒质量流率的测量 |
| 2.5 动态压力信号的处理方法 |
| 2.5.1 标准偏差分析 |
| 2.5.2 概率密度函数分析 |
| 2.5.3 功率谱密度分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 φ150 mm斜管内下料特性的实验和分析 |
| 3.1 实验现象 |
| 3.2 斜管内蝶阀开度 |
| 3.2.1 斜管内颗粒质量流率与蝶阀开度的关系 |
| 3.2.2 压力曲线随阀门开度的变化 |
| 3.3 压力脉动信号的分析 |
| 3.3.1 不同流型的动态压力曲线 |
| 3.3.2 不同流型的概率密度函数 |
| 3.3.3 频谱分析 |
| 3.4 流动不稳定性 |
| 3.5 插板阀对斜管内气固两相流型的影响 |
| 3.5.1 实验现象 |
| 3.5.2 动态压力曲线 |
| 3.5.3 不同流型下斜管的振动分析 |
| 3.5.4 振动信号的功率谱分析 |
| 3.6 压力脉动信号分析的工业应用 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 不同倾斜角度下斜管内颗粒下料的实验研究 |
| 4.1 不同倾斜角度下斜管内气固两相的流动规律 |
| 4.2 30°斜管内气固两相流动的压力脉动特性 |
| 4.2.1 不同流型下颗粒流动的压力脉动曲线 |
| 4.2.2 压力信号的频域分析 |
| 4.3 45°斜管内气固两相流动的压力脉动特性 |
| 4.3.1 不同流型下颗粒流动的压力脉动曲线 |
| 4.3.2 压力信号的频域分析 |
| 4.3.3 阀下压力脉动特性分析 |
| 4.3.4 插板阀上部与下部的压降分析 |
| 4.3.5 压力曲线随插板阀开口面积的变化 |
| 4.4 60°斜管内气固两相流动的压力脉动特性 |
| 4.4.1 不同流型下颗粒流动的压力脉动曲线 |
| 4.4.2 压力信号的频域分析 |
| 4.5 不同倾斜角度下斜管内颗粒流型图 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 附录B 攻读硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
（9）斜管内颗粒流分层流动特性实验（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 1.1 实验装置 |
| 1.2 实验粉料 |
| 1.3 测量仪器 |
| 2 实验结果 |
| 2.1 实验现象 |
| 2.2 斜管内颗粒下行的瞬时速度 |
| 3 分析与讨论 |
| 4 结论 |
（10）斜管内流化催化裂化催化剂颗粒流的流态识别（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 1.1 实验装置 |
| 1.2 实验粉料 |
| 1.3 测量仪器 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 实验现象 |
| 2.2 不同流态时斜管内颗粒流的动态压力 |
| 2.3 不同流态时动态压力的功率谱分析 |
| 3 结论 |
四、立管移动床中架拱现象的力学分析（论文参考文献）
- [1]颗粒物料绕流换热管的流动与磨损特性研究[D]. 高召强. 山东理工大学, 2021
- [2]复杂结构料仓的应力分析[D]. 史燕飞. 大连理工大学, 2020(02)
- [3]引入气相对D类颗粒卸料过程特性的影响[D]. 贾启璠. 河北工业大学, 2020
- [4]斜管内颗粒输送的流态及对管道诱导振动特性的实验研究[D]. 王乃嘉. 中国石油大学(北京), 2020
- [5]应用基于GPU的离散单元法模拟研究立管颗粒流动[D]. 彭莉. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2017(01)
- [6]移动床操作技术基础研究进展回顾[J]. 门秀杰. 天然气化工（C1化学与化工）, 2017(01)
- [7]FCC催化剂在45°斜管内下料特性的实验分析[J]. 曹晓阳,孔文文,贾梦达,韩强,严超宇,魏耀东. 石油学报(石油加工), 2016(06)
- [8]输送斜管内颗粒流型与压力脉动信号关系的研究[D]. 曹晓阳. 中国石油大学(北京), 2016(04)
- [9]斜管内颗粒流分层流动特性实验[J]. 邓佑鲜,张万松,曹晓阳,贾梦达,严超宇,魏耀东. 物理实验, 2015(12)
- [10]斜管内流化催化裂化催化剂颗粒流的流态识别[J]. 邓佑鲜,张万松,曹晓阳,严超宇,魏耀东. 中国粉体技术, 2015(03)