论文部分内容阅读
白炭黑作为填料在轮胎中的配用不断增加。由于白炭黑颗粒细、密度小,极易飞扬而污染环境和影响操作人员的健康,所以对白炭黑的气力输送技术研究显得尤为重要。密相双辅管气力输送技术因其无污染、低能耗、高料气比、低破碎率、高输出能力等优点而被用于白炭黑输送。 要对密相双辅管气力输送白炭黑系统进行设计及优化,就必须掌握气固两相流动特性及规律,掌握气力输送机理,对管道内流动问题进行深入研究。本文给出了研究双辅管内气固两相流的数学模型和物理模型,分析了密相双辅管气力输送白炭黑的输送原理、成栓机理及管道两相流动阻力特性,建立了双辅管管道压降计算公式。 本文设计了白炭黑双辅管密相气力输送系统,通过对相关参数的实验分析和研究,得出了不同参数与输送特性的关系,找出了最佳输送状态与运行参数的关系。通过设置合适的气体流量、料气比、憋压压力可提高白炭黑输送效率、降低耗气量、提高输送能力。通过对管道压力及白炭黑破碎率进行的实验与分析,得出了管道压力与流型及输送稳定性的关系,及影响白炭黑破碎率因素。 建立了双辅管管道模型及计算域,借助Fluent软件对可受控二次气流湍流扰动作用进行数值模拟,得出了二次气流参数及辅管结构对气固两相流场的影响。通过对模拟结果的分析,提出了辅管管路系统的优化方案,即通过可控制的辅管气流速度及设计合理的辅管结构来保证主管中白炭黑的稳定输送。 本文采用理论、实验与数值模拟计算相结合的方法对白炭黑双辅管密相气力输送输送机理及相关参数进行了研究,不但对气固两相流动理论基础研究有重要的学术意义,而且在工程实际应用中具有重要的现实意义和经济价值。