一、國外的發(fā)展
氣力輸送技術(shù)己有一百多年的發(fā)展歷史。早在1810 年Ued hu 一rst 就提出了郵件氣力輸送方案，1824年Vallanse 最先建立了氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置。1853年歐洲出現(xiàn)第一個(gè)氣力輸送裝置, 但由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)和工藝水平的限制, 氣力輸送技術(shù)在較長的時(shí)間內(nèi)沒能得到廣泛的應(yīng)用。只局限于某些大碼頭上的裝卸。1924 年Gaster staedt 研究過氣固懸浮體管內(nèi)流動(dòng)。但是許多經(jīng)驗(yàn)和研究成果分布在各個(gè)部門, 交流不多。有意識(shí)的總結(jié)歸納所遇到的各種現(xiàn)象, 用氣固兩相流的統(tǒng)一觀點(diǎn)系統(tǒng)地分析和研究, 則是1940年后才開始。兩相流(two 一p haseflow ) 的名詞在1949年才見諸文獻(xiàn)。五十年代以后論文數(shù)量顯著增加, 內(nèi)容包括兩項(xiàng)流邊界層、流態(tài)化技術(shù)、激波在兩相流混合介質(zhì)中的傳播、空化理論、噴管理論等。1956 年Engebo 研究了顆粒群阻力系數(shù)試驗(yàn)公式。1961 年Streeter主編的流體力學(xué)手冊(cè)有專門的一節(jié)介紹兩相流。六十年代后, 越來越多的學(xué)者探索描述兩相流運(yùn)動(dòng)的基本方程。早期的工作有Marble 、Murray、panton 等。
20 世紀(jì)60 年代, 英國Brad ford 大學(xué)的Drwillialn S 建立了粉粒技術(shù)研究院; 并創(chuàng)刊了Powder Technology 雜志。Cambridge 大學(xué)的JF. David son 和D. Harrison 1971 年出版了Fluid iz ation .Klinzing 在粉體的物性以及氣力輸送進(jìn)行了較深入地研究,Tsuji, Y 在氣力輸送氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算方面作了大量的工作。Zenz 就氣一固流動(dòng)特性進(jìn)行了廣泛的研究, 提出了單顆粒在水平管線上的沉積速度的關(guān)聯(lián)式, 前蘇聯(lián)學(xué)者克列因、高爾得什琴、李克洛夫斯基等對(duì)谷物、水泥等材料以彈性力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ), 進(jìn)行了散粒體結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本問題研究, 包括散粒體的性質(zhì)及其應(yīng)力狀態(tài)等問題的研究。井尹固赫、俊騰獲得了在水平輸送線上固體和氣體的速度分布, Wen 對(duì)水平中曳力和壓降進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究, 提出了氣固存在滑動(dòng)。
1970 年, 日本學(xué)者久保輝一郎、水渡英二, 對(duì)粉體的力學(xué)特性和運(yùn)動(dòng)理論進(jìn)行了研究。1985 年,近尺正敏、金棒孝文針對(duì)顆粒間作用力進(jìn)行了深入地研究。上憧具貞用流體力學(xué)和固體摩擦理論的方法, 建立管道顆粒流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模型, 試圖得到一種解析解, 建立了許多不合理的假設(shè), 分析了可利用的理論速度, 但與實(shí)際情況相差很大, 其方法不適用于非均勻懸浮流管流。研究流場(chǎng)中單顆�；蛴兄嗷プ饔玫亩囝w粒運(yùn)動(dòng), 以及考察含有顆粒的流場(chǎng)本身可用來推測(cè)流場(chǎng)中有關(guān)的流動(dòng)信息, 如探討作用在顆粒上的合力和通過對(duì)流場(chǎng)平均得到的流變性質(zhì)等, 關(guān)于這方面的研究成果, 有1965 年Einstein的有效粘性理論, 1975 年Tchen 提出的關(guān)于小顆粒在均勻紊流中運(yùn)動(dòng)受力和擴(kuò)散的理論。顆粒流的研究得到了迅速的發(fā)展, 這方面Savage、Lun 等都做出了相應(yīng)的論述。
Von Karman 學(xué)院的Louren Co 等人所進(jìn)行的氣固兩相紊流運(yùn)動(dòng)模型的研究有獨(dú)特的地方。將固相與稀薄氣體分子運(yùn)動(dòng)相比擬, 用方程描述, 而氣相用連續(xù)介質(zhì)模型描述。對(duì)稀相管道紊動(dòng)兩相流,所應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎梅�。兩相流的運(yùn)動(dòng)模型和連續(xù)介質(zhì)模型分別從微觀和宏觀描述兩相流動(dòng)。
二、國內(nèi)的發(fā)展
我國的散料及氣力輸送技術(shù)的研究起步較晚,80 年代, 在中科院化冶所郭慕孫院士的倡議下,我國成立了“ 中國顆粒學(xué)會(huì)” 。中科院化冶所、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海海運(yùn)學(xué)院、山東建材學(xué)院等單位在散料顆粒學(xué)及氣力輸送技術(shù)方面作了一些有益的工作。
1978年, 中國科學(xué)院化工冶金研究說的李洪鐘, 就垂直氣力輸送壓強(qiáng)降計(jì)算方法進(jìn)行了深入地研究。1980年, 華東化工學(xué)院的楊倫對(duì)脈沖氣刀式栓流密相氣力輸送進(jìn)行了研究。1987年, 樊建人,岑可法等在單元內(nèi)顆粒源模型的基礎(chǔ)上, 提出了脈動(dòng)頻譜隨機(jī)軌道模型, 該模型采用湍流雙方稱模型求解氣相湍流速度場(chǎng), 并用隨機(jī)的傅立葉級(jí)數(shù)來模擬氣流的脈動(dòng)速度, 但該模型需要給出三維空間中顆粒場(chǎng)的詳細(xì)信息。1988年陳越南、楊曉清對(duì)SIMPLE方法作了推廣, 提出了一種求解二維湍流稀相氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值方法。
1992年, 陸厚根和馬魁用兩個(gè)形狀指數(shù), 來表征粉煤灰顆粒形貌。1990年上海海運(yùn)學(xué)院的余達(dá)銀等對(duì)氣力輸送進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì), 1992年, 余洲生又對(duì)長距離水平輸送進(jìn)行了有益的探討。
1996年, 清華大學(xué)的魏飛、陳衛(wèi)、金涌、俞芷青就氣固并行系統(tǒng)中彌散顆�；旌闲袨檫M(jìn)行了系統(tǒng)的研究。應(yīng)用磷光顆粒示蹤技術(shù), 研究了氣固并行系統(tǒng)中彌散顆粒的軸、徑向混合行為, 給出了在實(shí)驗(yàn)條件下氣固并流上并行系統(tǒng)彌散顆粒的軸、徑向Peclet 數(shù)的關(guān)聯(lián)式。
1996年, 北京科技大學(xué)的洪江、沈頤生等就低氣速高混合比水平氣力輸送臨界速度進(jìn)行了較深入地研究。1998年, 陳利東、沈頤生、倉大強(qiáng)又對(duì)濃相氣力輸送的流型及穩(wěn)定性判定進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究, 提出了一種檢測(cè)流型穩(wěn)定性的方法。
1999年, 西北工大的魏進(jìn)家等, 利用兩相湍流KET 模型對(duì)90度彎管內(nèi)氣固兩相湍流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬, 得到了彎管內(nèi)兩相流動(dòng)的一些規(guī)律。
氣力輸送技術(shù)己有一百多年的發(fā)展歷史。早在1810 年Ued hu 一rst 就提出了郵件氣力輸送方案，1824年Vallanse 最先建立了氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置。1853年歐洲出現(xiàn)第一個(gè)氣力輸送裝置, 但由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)和工藝水平的限制, 氣力輸送技術(shù)在較長的時(shí)間內(nèi)沒能得到廣泛的應(yīng)用。只局限于某些大碼頭上的裝卸。1924 年Gaster staedt 研究過氣固懸浮體管內(nèi)流動(dòng)。但是許多經(jīng)驗(yàn)和研究成果分布在各個(gè)部門, 交流不多。有意識(shí)的總結(jié)歸納所遇到的各種現(xiàn)象, 用氣固兩相流的統(tǒng)一觀點(diǎn)系統(tǒng)地分析和研究, 則是1940年后才開始。兩相流(two 一p haseflow ) 的名詞在1949年才見諸文獻(xiàn)。五十年代以后論文數(shù)量顯著增加, 內(nèi)容包括兩項(xiàng)流邊界層、流態(tài)化技術(shù)、激波在兩相流混合介質(zhì)中的傳播、空化理論、噴管理論等。1956 年Engebo 研究了顆粒群阻力系數(shù)試驗(yàn)公式。1961 年Streeter主編的流體力學(xué)手冊(cè)有專門的一節(jié)介紹兩相流。六十年代后, 越來越多的學(xué)者探索描述兩相流運(yùn)動(dòng)的基本方程。早期的工作有Marble 、Murray、panton 等。
20 世紀(jì)60 年代, 英國Brad ford 大學(xué)的Drwillialn S 建立了粉粒技術(shù)研究院; 并創(chuàng)刊了Powder Technology 雜志。Cambridge 大學(xué)的JF. David son 和D. Harrison 1971 年出版了Fluid iz ation .Klinzing 在粉體的物性以及氣力輸送進(jìn)行了較深入地研究,Tsuji, Y 在氣力輸送氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值計(jì)算方面作了大量的工作。Zenz 就氣一固流動(dòng)特性進(jìn)行了廣泛的研究, 提出了單顆粒在水平管線上的沉積速度的關(guān)聯(lián)式, 前蘇聯(lián)學(xué)者克列因、高爾得什琴、李克洛夫斯基等對(duì)谷物、水泥等材料以彈性力學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ), 進(jìn)行了散粒體結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本問題研究, 包括散粒體的性質(zhì)及其應(yīng)力狀態(tài)等問題的研究。井尹固赫、俊騰獲得了在水平輸送線上固體和氣體的速度分布, Wen 對(duì)水平中曳力和壓降進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究, 提出了氣固存在滑動(dòng)。
1970 年, 日本學(xué)者久保輝一郎、水渡英二, 對(duì)粉體的力學(xué)特性和運(yùn)動(dòng)理論進(jìn)行了研究。1985 年,近尺正敏、金棒孝文針對(duì)顆粒間作用力進(jìn)行了深入地研究。上憧具貞用流體力學(xué)和固體摩擦理論的方法, 建立管道顆粒流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)模型, 試圖得到一種解析解, 建立了許多不合理的假設(shè), 分析了可利用的理論速度, 但與實(shí)際情況相差很大, 其方法不適用于非均勻懸浮流管流。研究流場(chǎng)中單顆�；蛴兄嗷プ饔玫亩囝w粒運(yùn)動(dòng), 以及考察含有顆粒的流場(chǎng)本身可用來推測(cè)流場(chǎng)中有關(guān)的流動(dòng)信息, 如探討作用在顆粒上的合力和通過對(duì)流場(chǎng)平均得到的流變性質(zhì)等, 關(guān)于這方面的研究成果, 有1965 年Einstein的有效粘性理論, 1975 年Tchen 提出的關(guān)于小顆粒在均勻紊流中運(yùn)動(dòng)受力和擴(kuò)散的理論。顆粒流的研究得到了迅速的發(fā)展, 這方面Savage、Lun 等都做出了相應(yīng)的論述。
Von Karman 學(xué)院的Louren Co 等人所進(jìn)行的氣固兩相紊流運(yùn)動(dòng)模型的研究有獨(dú)特的地方。將固相與稀薄氣體分子運(yùn)動(dòng)相比擬, 用方程描述, 而氣相用連續(xù)介質(zhì)模型描述。對(duì)稀相管道紊動(dòng)兩相流,所應(yīng)用的運(yùn)動(dòng)模型的數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚝芎梅�。兩相流的運(yùn)動(dòng)模型和連續(xù)介質(zhì)模型分別從微觀和宏觀描述兩相流動(dòng)。
二、國內(nèi)的發(fā)展
我國的散料及氣力輸送技術(shù)的研究起步較晚,80 年代, 在中科院化冶所郭慕孫院士的倡議下,我國成立了“ 中國顆粒學(xué)會(huì)” 。中科院化冶所、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、上海海運(yùn)學(xué)院、山東建材學(xué)院等單位在散料顆粒學(xué)及氣力輸送技術(shù)方面作了一些有益的工作。
1978年, 中國科學(xué)院化工冶金研究說的李洪鐘, 就垂直氣力輸送壓強(qiáng)降計(jì)算方法進(jìn)行了深入地研究。1980年, 華東化工學(xué)院的楊倫對(duì)脈沖氣刀式栓流密相氣力輸送進(jìn)行了研究。1987年, 樊建人,岑可法等在單元內(nèi)顆粒源模型的基礎(chǔ)上, 提出了脈動(dòng)頻譜隨機(jī)軌道模型, 該模型采用湍流雙方稱模型求解氣相湍流速度場(chǎng), 并用隨機(jī)的傅立葉級(jí)數(shù)來模擬氣流的脈動(dòng)速度, 但該模型需要給出三維空間中顆粒場(chǎng)的詳細(xì)信息。1988年陳越南、楊曉清對(duì)SIMPLE方法作了推廣, 提出了一種求解二維湍流稀相氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值方法。
1992年, 陸厚根和馬魁用兩個(gè)形狀指數(shù), 來表征粉煤灰顆粒形貌。1990年上海海運(yùn)學(xué)院的余達(dá)銀等對(duì)氣力輸送進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì), 1992年, 余洲生又對(duì)長距離水平輸送進(jìn)行了有益的探討。
1996年, 清華大學(xué)的魏飛、陳衛(wèi)、金涌、俞芷青就氣固并行系統(tǒng)中彌散顆�；旌闲袨檫M(jìn)行了系統(tǒng)的研究。應(yīng)用磷光顆粒示蹤技術(shù), 研究了氣固并行系統(tǒng)中彌散顆粒的軸、徑向混合行為, 給出了在實(shí)驗(yàn)條件下氣固并流上并行系統(tǒng)彌散顆粒的軸、徑向Peclet 數(shù)的關(guān)聯(lián)式。
1996年, 北京科技大學(xué)的洪江、沈頤生等就低氣速高混合比水平氣力輸送臨界速度進(jìn)行了較深入地研究。1998年, 陳利東、沈頤生、倉大強(qiáng)又對(duì)濃相氣力輸送的流型及穩(wěn)定性判定進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究, 提出了一種檢測(cè)流型穩(wěn)定性的方法。
1999年, 西北工大的魏進(jìn)家等, 利用兩相湍流KET 模型對(duì)90度彎管內(nèi)氣固兩相湍流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬, 得到了彎管內(nèi)兩相流動(dòng)的一些規(guī)律。
