不等粒径流化床的硬球模拟

实际工程中,气固流化床中固相颗粒的直径满足一定的分布规律,但近年来颗粒轨道模型的研究中颗粒直径并不满足一定的分布规律.基于颗粒轨道模型,提出了粒径服从均匀分布(正态分布)的硬球方法;改进了颗粒碰撞搜索技术;模拟了单孔、双孔、三孔分布板中气泡的形成、上升、破裂过程以及流化床中的节涌现象;研究了粒径分布不同时,固相颗粒的速度分布规律.研究结果表明:分布板的结构对气泡行为有明显影响;宽粒径分布的颗粒轴向速度大于窄粒径分布的颗粒轴向速度.

不等粒径流化床的软球模拟

基于颗粒轨道模型,提出了粒径分别服从均匀分布与正态分布的软球方法,其中流体运动用Navier-Stokes方程描述,颗粒运动服从牛顿第二定理.模拟了不等粒径流化床中的气泡和节涌现象,并分别研究了表观气速、颗粒刚度系数、粒径分布不同时,固相颗粒的速度分布规律.其研究结果表明:分布板结构和表观气速对气泡行为有一定影响,随表观气速的增加,气泡形成、上升、破裂的速度加快;并且刚度系数越大,颗粒轴向速度随时间衰减越快;宽粒径分布的颗粒轴向速度大于窄粒径分布的颗粒轴向速度.

不等粒径非饱和土湿吸力量化计算及影响因素分析

吸力是非饱和土土力学研究的理论基础,从土颗粒的微观接触模型入手研究非饱和土的吸力具有重要的理论意义和实用价值。以往非饱和土吸力的研究大多是建立在等粒径球形颗粒模型的基础上,实际上,土体的颗粒大小并不相等。本文以不等粒径球形颗粒模型为基础,从理论上推导出的微观湿吸力与饱和角、接触角、颗粒半径间的关系式,并进行了定量计算。计算表明,当粒径比相等时,微观湿吸力随颗粒半径的增大而减小,随饱和角的增大而减小,并且存在最大饱和角,当饱和角趋近于最大饱和角时,微观湿吸力趋向于零。

流化床中动态行为硬球模拟与软球模拟的比较

用硬球方法和软球方法分别模拟了不等粒径流化床中的动态行为;比较了颗粒平均速度、运动轨迹的差异;研究了恢复系数对流化床中动态行为、颗粒平均速度的影响.研究结果表明对流化床中动态行为进行模拟的数值结果强烈地依赖于恢复系数,恢复系数较小时,硬球方法可以模拟出鼓泡现象,恢复系数较大时,软球方法可以模拟出鼓泡现象;并且恢复系数越大时,硬球方法中颗粒平均速度随时间的变化越大,而软球方法中颗粒平均速度随时间的变化越小;尽管硬球方法比软球方法更加准确地考虑了颗粒碰撞,但由于硬球方法和软球方法处理颗粒碰撞方式的不同,以及颗粒碰撞时间步长选取原则的差异,使得硬球模拟需要的计算时间远大于软球模拟需要的计算时间.

基于分形理论的非饱和土结构吸力定量计算

已有的研究成果表明,非饱和土强度和变形特性在很大程度上是由结构吸力决定的。本文在可变结构吸力初步表达式的基础上,借鉴分形理论中的有关概念和方法,推导出不等粒径颗粒间可变结构吸力与土体含水量、干密度、孔隙比等的定量计算公式,并从理论上分析了可变结构吸力与含水量、干密度、孔隙比的关系。研究结果表明,可变结构吸力随着含水量的增大单调递减,随着干密度的增大单调递增,随着孔隙比的增大单调递减,与前人理论研究和试验研究结果一致。