输气管道数值模拟1•背景介绍在生活中我们经常会看到各种各样的输气管道，有的输气管道里面装的气体是有毒气体，有的输气管道里面装的是高温物体，管道里面的气体是一定不能被泄露的一旦泄露将造成巨大的灾难，特别是在夏天，当气温升高，气管里面的气压增大，很容易造成安全隐患，所以，我们有必有对气管的安全问题进行分析，坚决保证输气管道的安全。
在输气管道的设计阶段，必须对输气管道进行静态数值模拟，来得到稳态时的工作压力、日输气量等参数，以便对整个管网系统进行总体规划，而泄漏故障诊断是保障管道安全运行的一种手段。
在泄漏故障诊断之前，必须对管道的模型进行仿真，以得到稳定和不稳定工况下的状态参数。
现有的管道仿真软件有hysys、EGPNS、ANSYS，均可进行输气管道的稳态数值模拟，但相比之下，ANSYS有限元软件是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。
对于特定的物理学领域，ANSYS的软件可让用户能更深入地钻研，从而解决更多种类的问题，处理更为复杂的情况。
除了ANS YS 外，没有哪家工程仿真软件供应商能提供如此深入的技术能力。
ANSYS的技术涵盖多个学科领域。
不论是需要结构分析、流体、热力、电磁学、显式分析、系统仿真还是数据管理，ANSYS的产品均能为各个行业的企业取得成功助一臂之力。
ANSYS在所提供的工程仿真工具的广度和数量上堪称绝无仅有。
以真正耦合的方式使用ANSYS技术，开发工程师即可获得符合现实条件的解决方案，综合多物理场场产品组合能使用户利用集成环境中的多个耦合物理场进行仿真与分析。
ANSYS的成套产品极具灵活性。
不论是为企业中新手还是能手使用；是单套部署还是企业级部署；是首次通过还是复杂分析；是桌面计算、并行计算还是多核计算，这一工程设计的高扩展性均能满足当前与未来的需求。
生物质粉料气力输送过程中颗粒运动的数值模拟
赵宇;严永林
【期刊名称】《木工机床》
【年(卷),期】2018(0)4
【摘要】针对生物质粉料气力输送能耗高的问题,建立输送管内两相流数学模型.使用Fluent软件仿真,分析颗粒在不同风速下水平输送管道和竖直输送管道内的受力和运动轨迹.为生物质粉料的输送管道设计提供重要依据.
【总页数】6页(P14-18,22)
【作者】赵宇;严永林
【作者单位】中南林业科技大学,湖南长沙 410000;中南林业科技大学,湖南长沙410000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.1
【相关文献】
1.生物质粉料气力输送过程数值模拟研究 [J], 张星逸;靳世平;舒朝晖;曹代科;李晟;黄芬霞
2.煤粉气力输送过程中采用不同输送管径的数值模拟研究 [J], 杨洪雷;靳世平;刘小康
3.荷电水雾除尘过程中颗粒运动轨迹的数值模拟 [J], 袁颖;王京刚
4.考虑多组分颗粒运动各向异性的鼓泡流化床生物质气化数值模拟 [J], 陈巨辉;孟
诚;王帅;于广滨;胡汀;林枫;李九如
5.漩涡合并过程中颗粒运动的数值模拟 [J], 黄海明;徐晓亮
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气固喷射器的三维数值模拟摘要本文结合欧拉法和拉格朗日方法建立数学物理模型,利用cfd软件对气力输送气固喷射器进行了三维数值模拟,重点研究了不同气速对喷射器内部流场的压力场、速度场和颗粒浓度场的分布。
结果表明:气体进口速度越高,喷射器的压降越大;随着进口气速的增大颗粒浓度曲线逐渐平缓,颗粒的沉降逐渐减少,输运效果逐渐增强,但当气速增大到一定程度时,25m/s和30m/s的曲线基本重合,变化不大,在计算的范围内速度为25m/s时输运效率最好。
关键词气固喷射器;数值模拟;颗粒浓度分布;最佳输运速度中图分类号tk22 文献标识码a 文章编号1674-6708(2010)25-0188-020 引言气固两相射流广泛地存在于自然界许多工程应用当中,如煤粉燃烧、射流推进以及污染物控制反应等。
在过去的几十年里,国内外众多研究者运用各种手段对其进行了深入的研究[1],其中数值模拟就是一种很好的手段。
在描述气场时,对颗粒相的存在通常采用单向耦合和双向耦合两种方法[2],单向耦合不考虑颗粒的存在对气场的影响,对极稀相气固两相流单向偶合方法基本符合实际情况,但当颗粒相浓度超过一定限值或密相时,固体颗粒的存在会对气相湍流结构发生影响[3],使用单向耦合则会使计算气相场与实际气体流场相差太远,整个计算结果误差过大;双向耦合考虑了颗粒的存在对气场的影响,弥补了单向耦合的不足。
本文对气相场采用欧拉法,用三维k-ε双方程进行计算;对固相则采用基于拉格朗日法的直接数值模拟法处理气固喷射器的固相场。
1 模型的建立及求解1.1 计算区域和结构尺寸本文模拟的喷射器简图如图1,尺寸见表1。
1.2 控制方程本文对气相场采用欧拉法,用三维k-ε双方程进行计算;对固相则采用基于拉格朗日法的直接数值模拟法处理气固喷射器的固相场。
因此,可以假定气固喷射器区域内的气体温度维持稳定不变。
并且为了简化计算,认为喷射器工作已达稳定状态。
1.2.1 气相控制方程[4]1.2.2 颗粒运动方程单颗粒的运动有平动和转动两种方式,颗粒平动和转动运动方程分别为:式中s为颗粒位移; fc为颗粒的碰撞力; ff为流体对颗粒的总作用力;δp为压力梯度; vp为固体单颗粒的体积;ωp为颗粒转动角速度;tp为颗粒受到的转动合力矩;i为颗粒的转动惯量。
