不同尺寸管道中细颗粒的沉积运动规律研究
垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究
二｛蜊幽逝螺露昏图２模拟结核和玻璃球在两种管径装置中沉速计算值与试验结果对比Ｆｉｇ．２Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｈｅｓｅｔｔｌｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｏｄｕｌｅｓａｎｄｇｌａｓｓｂａｉｌｓｉｎｔｈｅｔｗｏｔｅｓｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ３均匀颗粒群体沉降３．１颗粒浓度对沉速的影响浓度是影响颗粒群体沉降速度最重要的原因。
群体沉降时，颗粒之间、颗粒与水流之间的相互作用十分明显。
由于沉速的不同和管壁的约束作用，料柱底部稀疏顶部浓密，浓度分布不均。
粒径较大的均匀颗粒在群体沉降时由于颗粒之间的碰撞和挤压，出现了明显的分层聚集（俗称料栓，如图３，ｄ＝４５～５０ｒａｍ）；中间粒径的颗粒料柱浓度分布相对较均匀；粒径越小，颗粒群体在垂直方向分布越均匀，但小颗粒沉降时惯性力较小，受横向作用力的影响，颗粒群体在垂直管道径向分布不均，出现了明显的漩涡流（如图３，ｄ＝５～ｌＯｍｍ）。
经过试验测量和图像分析，得出各粒径颗粒群体在垂直管道各段的沉降速度和料柱通过透明管道的质量流量，并计算出各段的平均浓度和群体沉降速度（如图４），将群体沉速与同粒径的单颗粒沉速比较，分析浓度对群体沉速的影响。
均匀颗粒群体沉速随着浓度的减小而增大。
通过图像分析，在下降过程中料柱长度越来越短，颗粒群受到的阻力逐渐减小，顶端料层在下降过程中浓度由大逐渐变小，沉降速度也越来越快。
图３五组不同粒径的均匀颗粒群体沉降图颗粒粒径对群体沉速的也有一定的影响。
粒径的影响Ｆｉｇ．３Ｓｅｔｔｌｉ。
ｇｇｒａｐｈ。
ｆｕ。
ｉｆｏ，ｍｐ。
ｒｔｉｃｌ。
ｉｔｈ主要体现在单颗粒沉速的计算中，但在均匀颗粒的群体沉ｆｉｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｄｉａｍｅｔｅｒｓ降中，粒径的大小不同，颗粒与颗粒、颗粒与管壁之间的碰撞频率和碰撞后的速度变化也有不同，这也直接影响到沉降时浓度的变化。
颗粒物在通风管道壁面上沉积的数值分析
ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ’ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｗａ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ
响在 粒径 为 １ Ｈ ｍ左右 时 最为显著 ， 沉 降速度提 高约 ３个 数 量级 ， 且 在 管道 底 面布 置 粗糙 元 还会 增
大顶部 光滑壁 面 的颗粒 沉降速度 ．
关 键 词 ：颗 粒 物 沉 积 ；粗 糙 ；Ｃ Ｆ Ｄ 模 拟 ；欧拉 一 拉 格 朗 日方 法
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ８ ３ ４
文献标 志码 ： Ａ
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｄｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｓ ｉ ｎ Ｖｅ ｎｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｄｕ ｃ ｔ ｓ
ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｗａ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ １ ｕ ｍ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｗｏ ｍａ ｇ ｎｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ｓ ． Ｍｏ ｒ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｗｉ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈｎ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｔ ｉ ｔ ｓ ｌｏ ｆ ｏ ｒ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｓ ｏ ｉ ｎｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｔ
粒状流中细颗粒运动轨资及物质过程含量交换规律
粒状流中细颗粒运动轨资及物质过程含量交换规律粒状流是一种由细颗粒组成的流体体系，在各个领域都有着广泛的应用。
了解粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律对于工程设计、环境保护等方面都具有重要意义。
本文将探讨粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律。
首先，我们来了解一下粒状流中细颗粒的运动轨迹。
在粒状流中，细颗粒的运动主要受到重力、摩擦力以及颗粒之间的相互作用力的影响。
这些力的作用使得细颗粒在粒状流中表现出复杂的运动状态，包括沿着流动方向的平稳运动、形成旋涡以及在障碍物周围形成堆积等。
研究表明，颗粒之间的相互作用力在细颗粒的运动过程中起着至关重要的作用。
例如，当颗粒之间的相互作用力较大时，细颗粒之间会出现相对较强的粘聚现象，导致颗粒在粒状流中的运动轨迹变得更为复杂。
其次，我们需要关注粒状流中细颗粒物质过程含量交换规律。
细颗粒在粒状流中的运动不仅仅是一个简单的物理过程，还涉及到物质的交换。
在粒状流中，细颗粒与流体之间的物质交换可以通过扩散、对流和反应等方式进行。
扩散是指由于浓度差异引起的颗粒间物质传输，而对流则是指由于流动引起的颗粒间物质传输。
此外，反应也可能在粒状流中发生，例如颗粒的溶解、结晶等。
研究表明，在粒状流中细颗粒的物质过程含量交换规律与流体的流动速度、粒子的密度以及粒子之间的相互作用力等因素密切相关。
因此，准确描述粒状流中细颗粒的物质过程含量交换规律，需要综合考虑各种因素的影响。
关于粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律的研究，不仅可以为工程设计和环境保护提供理论支持，还有助于深入了解粒状流的物理本质。
然而，由于粒状流的复杂性质以及颗粒间相互作用力的复杂性，目前对于这一问题尚存在很多挑战。
因此，未来的研究中需要采用多种手段，包括实验、数值模拟和理论分析等，来进一步探索粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律。
总之，粒状流中细颗粒的运动轨迹及物质过程含量交换规律是一个复杂且具有挑战性的问题。
垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究
泥沙研究2010年8月Journal of Sediment Research第4期收稿日期：2010-02-23基金项目：中国大洋矿产资源研究开发协会专项基金资助项目（DYXM-115-04-02-02）作者简介：陈光国（1985－），男，湖南常德人，硕士研究生，主要从事深海采矿扬矿及管道输送技术研究。
E-mail ：guangguoc@垂直管道颗粒及颗粒群沉降运动规律研究陈光国，阳宁，唐达生，金星，肖红（长沙矿冶研究院深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室，湖南长沙410012）摘要：沉降运动是固液两相流基础的相对运动形式。
垂直管道水力输送紧急停泵状态下，颗粒群体沉降很容易造成管道堵塞。
本文进行了单颗粒、均匀颗粒和非均匀颗粒群体三种沉降试验，分析了浓度、级配、粒径、边界条件等因素对颗粒及颗粒群沉降速度的影响，对粗颗粒在管道中的沉降运动规律进行了探索。
关键词：垂直管道；固液两相流；群体沉速；边界条件中图分类号：TV142文献标识码：A文章编号：0468-155X （2010）04-0016-06垂直管道水力提升是我国深海矿产资源开发领域重点研究的采矿方法。
大颗粒固液两相流在深海采矿、水力输煤、陆基竖井采矿、河海疏浚、石油钻井等方向也有重要的应用空间。
垂直管道水力输送时会经常遇到管路堵塞的问题［1］，尤其在深海采矿过程中，扬矿系统紧急停泵时，近6000m 的垂直管道内将有数十吨结核沉降，一旦造成颗粒堵管，整个采矿系统的安全性将受到极大威胁。
固液两相流管道输送中，过去对水平管浆体输送研究较多，对垂直管道水力输送研究较少；对泥沙、矿浆、水煤浆等小粒径物料研究较多，对多金属结核，块状矿石等大颗粒物料的水力提升研究很少。
颗粒沉降运动是固液两相流的基础内容，颗粒群体沉降也是造成管路堵塞的重要原因。
本文在试验的基础上由简入繁，对粒径5 50mm 的单颗粒、均匀颗粒和非均匀颗粒在不同浓度、级配和管径下的沉降速度进行了理论分析，总结出合理的提升参数，为垂直管道安全、高效输送提供设计依据。
颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移规律分析
颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移规律分析发布时间：2022-09-29T03:51:20.110Z 来源：《科技新时代》2022年9期作者：尹延国[导读] 为此就应积针对颗粒的沉积运移规律进行分析，明确不同生产工况下杂质地沉积运移情况，从而确保石油生产作业的稳定开展。
国家管网集团华北分公司，邮编:300384摘要：成品油管道中会存在很多颗粒杂质成分，这种颗粒物质会导致管道出现堵塞、积水的情况，对管道产生腐蚀影响哦，为此就应研究起伏成品油管道中的颗粒运动规律，本实验对颗粒的沉积运移规律进行了分析，实验表明，颗粒物质一般会受到油体流速、颗粒含量以及管道本身弯曲等方面的影响而出现沉积，实践生产中应依照实际情况对其进行优化。
关键词：颗粒杂质；起伏成品油管道；沉积运移；运动规律引言：成品油管道中很容易由于颗粒杂质的沉积而出现堵塞情况，这种堵塞也是引发成品油管道停输的主要原因，对生产作业造成了较大的影响。
而当前很多文献认为管道内水与油的作用下导致腐蚀，却忽略了颗粒杂质沉积作用，为此就应积针对颗粒的沉积运移规律进行分析，明确不同生产工况下杂质地沉积运移情况，从而确保石油生产作业的稳定开展。
1.颗粒在起伏成品油管道中的沉积运移实验1.1实验准备实验需要准备标准成品油储蓄罐、输油管道、过滤器、离心泵、压力表等器件，共同组成输油回路（如图1）。
该回路将会通过离心泵提供动力，总长度为10米，其中引流段处于Q2与Q3阀门之间，加注段由Q3阀门开始，通过Q4阀门引导颗粒加入，再通过蕴含a、b、c三个倾角路线的测试段组成，其中各个管路为有机玻璃材料。
图1 实验回路设计其中1为储油罐；2为过滤器；3为离心泵；4为压力表；5为流量计；Q1-Q7,Z1-Z3皆为回路阀门。
进行实验前，首先应确保各类设备工作状态正常，并查看各个阀门是否紧固，再放入油体后，打开Q1阀门与Q5阀门进行注油，排除管道内的气泡，同时通过其他阀门控制油流速，并通过Q4阀门向管道内注入颗粒杂质，在离心泵的作用下观测颗粒运动状态，最后通过Q1与Z1阀门收集颗粒与积水，可测算其质量，从而完成一个实验循环[1]。
不同流体介质中颗粒物运动沉积研究
研究得出:不同流体介质内颗粒运动实验系统都包含可视化实验段、冷却装置、颗粒运动检测装置。空气介质内可视化实验段为矩形管道,实验段冷却方式为水冷,颗粒运动检测装置为激光相位多普勒测速仪。
液态钠介质内可视化实验段为耐高温矩形管道,颗粒在实验段循环运动,实验段冷却方式为空气冷却,颗粒运动检测装置为电磁感应颗粒浓度检测仪。超临界水介质内可视化实验段为耐高温耐高压环形管道,颗粒在实验段循环运动,实验段冷却方式为空气自然冷却,颗粒运动检测装置为示踪粒子检测仪。
通过自编程序PA-MO-DE计算不同流体介质内颗粒沉积效率,分析不同流体介质内颗粒运动沉积机理。分别计算粒径、温差和流速对颗粒沉积效率的影响,分析颗粒团聚、分解、热泳沉积和湍流沉积机理。
研究得出:团聚使颗粒粒径增大,利于液态钠和超临界水内颗粒沉积,而不利于空气中颗粒沉积;分解使颗粒粒径减小,利于液态钠和超临界水中颗粒沉积,而不利于空气介质内颗粒沉积;温度梯度作用下的热泳沉积,不同流体介质内颗粒向着温度降低的方向运动沉积;速度梯度作用下的湍流沉积,颗粒向着速度降低的方向沉积。设计了空气、液态钠和超临界水介质内颗粒运动实验系统,对比不同实验系统主要设备。
不同流体介质中颗粒物运动沉积研究
颗粒扩散和沉积现象在自然界和工业生产中普遍存在。不同流体介质的密度、导热系数、定压比热和动力粘度对颗粒沉积具有重要影响。
分别研究空气、液态钠和超临界水介质内颗粒运动沉积规律,有利于分析雾霾及电厂排烟管道内颗粒运动规律,快堆堆芯内颗粒运动沉积规律和超临界水堆冷却剂通道内颗粒运动沉积规律。设计不同流体介质内颗粒运动实验系统,为搭建实验台架提供参考。
基于毛细管模型的近井壁处颗粒运移沉积特性试验研究
基于毛细管模型的近井壁处颗粒运移沉积特性试验研究近年来，随着地下水污染问题的日益严重，人们对于地下水的保护与修复的研究也变得越来越重要。
其中，颗粒运移沉积特性是地下水污染修复研究中的一个关键问题。
本文通过基于毛细管模型的试验研究，探究了颗粒在近井壁处的运移沉积特性。
本研究采用实验模拟的方法，构建了一个近似真实的地下水模型。
实验装置主要由一个模拟井筒和一定数量的颗粒组成。
颗粒的直径分别为0.1mm、0.3mm和0.5mm，通过注入水流使颗粒在模拟井筒中运移。
利用高精度的摄像设备对颗粒的运移轨迹进行实时观测，并记录下颗粒在不同位置的停留时间。
实验过程中，我们控制了水流速度、颗粒浓度等参数，并进行了多次重复实验，以保证实验结果的可靠性。
通过实验观测，我们发现颗粒在靠近井壁的位置会出现明显的沉积现象。
随着距离井壁的距离增加，颗粒的停留时间逐渐减少。
同时，我们还发现颗粒的沉积量与颗粒直径呈正相关关系，即颗粒直径越大，沉积量越大。
这与毛细管模型的预测结果相符合。
进一步分析实验结果，我们认为颗粒在近井壁处沉积的原因主要有两个方面。
首先，颗粒在流体中的运动受到流体黏性的阻碍，导致颗粒在接近井壁处停留的时间增加。
其次，颗粒在流体中会受到颗粒间相互作用力的影响，当颗粒密度较大时，颗粒间的相互作用力会增强，从而促使颗粒在井壁附近沉积。
综上所述，本研究通过基于毛细管模型的试验研究，揭示了近井壁处颗粒运移沉积特性的一些重要规律。
这对于进一步了解地下水污染修复过程中颗粒运移沉积行为具有重要意义，为地下水污染的修复提供了理论指导。
同时，对于优化地下水修复方法和技术也具有一定的借鉴意义。
然而，本研究还存在一些局限性，例如实验规模较小，实验条件无法完全还原真实地下水环境等。
因此，未来的研究可以进一步拓展实验规模，并结合数值模拟方法对颗粒运移沉积特性进行深入研究。
含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性
含微小颗粒气流横掠圆管束表面的沉积特性唐婵;张靖周【摘要】基于欧拉-拉格朗日粒子追踪模型和干燥粒子的沉积机制,采用Fluent-CFD软件和自编微粒沉积用户程序对含微小颗粒的气流横掠3×3阵列圆管束表面的粒子沉积特性进行数值研究.研究结果表明:随着粒径或进气气流速度增加,颗粒在管束表面的碰撞率增加,但黏附率降低;管排方式对小粒径颗粒影响较小,对大粒径颗粒影响较大;当粒子直径达到某一值后,尽管对壁面的碰撞能力加剧,但几乎不形成沉积.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(046)012【总页数】7页(P4679-4685)【关键词】飞灰颗粒;气-固两相流动;管束;沉积模型;数值模拟【作者】唐婵;张靖周【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京,210016;南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京,211167;南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室,江苏南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TK121工业余热资源的高效利用是国内外广泛关注的问题，其中烟气余热量大，温度分布范围及其分布广。
工业用换热器在这样的环境中运行往往面临着表面的飞灰颗粒沉积问题。
飞灰颗粒沉积在换热器管壁上将导致换热器性能恶化，严重影响换热器的换热效能甚至危害动力装置的运行可靠性[1−2]。
飞灰颗粒的扩散和沉积与成灰物质的赋存形态、积灰局部区域工况条件密切相关。
众多研究人员从力学、动量和能量等方面揭示了飞灰颗粒与壁面之间相互作用机理[3−4]，提出了多种描述颗粒与壁面撞击形成的黏附、反弹和散射等物理模型，并建立了相应的粒子沉积模型，其中，Soltani等[3]提出的基于粒子临界速度的沉积模型被众多研究者采用并加以发展[5−6]，该模型可以体现出粒子沉积过程中黏附、反弹和剥离机制。
在换热器结构型式中，管束式换热器的应用十分广泛[7−8]。
在针对管束式换热器开展强化传热研究的同时，换热器表面飞灰沉积的研究也引起研究者的关注。
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摘要：研究不同尺寸管道中颗粒物的运动沉积情况，对于采用合理管道，以减少管道中的颗粒物具有重
要价值。利用流体分析软件模拟不同尺寸管道内水介质中细颗粒物的沉积运动规律，得出管道尺寸对
细颗粒物沉积运动的影响。结果表明：流体在管道中流动的过程中，壁面附近的流体流速低于管道内部
流体流速，壁面附近的压力高于管道内部；流体在管道运动过程中，逐渐发展完全,压力与流速在后半段
第39卷第5期 2019年］0月
核科学与工程 Nuclear Science and Engineering
Vol. 39 No. 5 Oct. 2019
不同尺寸管道中细颗粒的沉积运动规律研究
朱亮宇周涛1，2,3，* ,秦雪猛1，2,3, 丁锡嘉1,2,3,张家磊1,2,3
(1.华北电力大学核科学与工程学院，北京102206;2.华北电力大学核热工安全与标准化研究所，北京102206; 3.华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室，北京102206)
(1. School of Nuclear Science and Engineering, North China Electric Power University, Beijing, 102206, China; 2. Institute o£ Nuclear Thermal-hydraulic Safety and Standardization.» North China Electric Power University, Beijing, 102206, China；
文章标志码：A
文章编号：0258-0918(2019)05-0695-06
Study on sedimentation movement of fine particles in pipelines of different sizes
ZHU Liangyu1>2>3,, ZHOU Tao12 3 * QIN Xuemengb2>3, DING Xijia1>2>3, ZHANG Jialei1>2>3
趋于稳定。在管道直径一定的情况下，颗粒物沉积率随管道长度增大而增大;在管道长度一定的情况
下，颗粒物沉积率随管道直径增大而减小；当管道长度较短且管道直径较大时，颗粒物沉积现象不明显；
当管道管径同时变化时,对颗粒物沉积产生综合影响，变化规律非线性。
关键词：尺寸；管道;颗粒物;沉积;浓度 基金项目：国家重点研发计划(412010106),北京市自然科学基金(3172032) 作者简介:朱亮宇(1995—)男，浙江温州人，硕士研究生，现从事热工水力与安全方面研究 通讯作者：周 涛：zhoutao@ ncepu. edu. cn
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the fluid flow velocity inside the pipeline, and the pressure near the wall flour is higher than that inside the pipeline. During the movement of the pipeline? the fluid gradually develops completely? and the pressure and flow rate tend to stabilize in the second half. When the pipe diameter is fixed? the particle deposition rate increases with the pipe length. When the pipe length is fixed, the particle deposition rate decreases with the pipe diameter increasing. When the pipe length is short and the pipe diameter is large? the particle deposition phenomenon is not obvious. When the pipe diameter changes at the same time? it will have a comprehensive impact on particle deposition, and the change rule is nonlinear. Key words: Size； Pipelines； Particulate matter； Deposits； Concentration
3. Beijing Key Laboratory of Passive Safety Technology for Nuclear Energy, North China Electric Power University, Beijing> 102206, China)
Abstract: Studying the movement and deposition of particulate matter in pipes of differ ent sizes is of great value for adopting reasonable pipes to reduce particulate matter in pipes. The fluid analysis software is used to simulate the deposition movement of fine particles in water medium in pipes of different sizes, and the influence of pipe size on the deposition movement of fine particles is obtained. The results show that in the process of fluid flowing in the pipeline, the fluid flow velocity near the wall flour is lower than