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驗裝置,。1853年歐洲出現(xiàn)第一個氣力輸送裝置, 但由于當時科學技術(shù)和工藝水平的限制, 氣力輸送技術(shù)在較長的時間內(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,。但是許多經(jīng)驗和研究成果分布在各個部門, 交流不多。有意識的總結(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,。五十年代以后論文數(shù)量顯著增加, 內(nèi)容包括兩項流邊界層、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)試驗公式,。1961 年Streeter主編的流體力學手冊有專門的一節(jié)介紹兩相流。六十年代后, 越來越多的學者探索描述兩相流運動的基本方程,。早期的工作有Marble ,、Murray、panton 等,。
20 世紀60 年代, 英國Brad ford 大學的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行了較深入地研究,Tsuji, Y 在氣力輸送氣固兩相流動的數(shù)值計算方面作了大量的工作。Zenz 就氣一固流動特性進行了廣泛的研究, 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)學者克列因,、高爾得什琴,、李克洛夫斯基等對谷物、水泥等材料以彈性力學理論和實驗結(jié)果為基礎(chǔ), 進行了散粒體結(jié)構(gòu)力學的基本問題研究, 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 對水平中曳力和壓降進行了實驗研究, 提出了氣固存在滑動。
1970 年, 日本學者久保輝一郎,、水渡英二, 對粉體的力學特性和運動理論進行了研究,。1985 年,近尺正敏、金棒孝文針對顆粒間作用力進行了深入地研究,。上憧具貞用流體力學和固體摩擦理論的方法, 建立管道顆粒流動的運動模型, 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,。研究流場中單顆粒或有著相互作用的多顆粒運動, 以及考察含有顆粒的流場本身可用來推測流場中有關(guān)的流動信息, 如探討作用在顆粒上的合力和通過對流場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動受力和擴散的理論,。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 學院的Louren Co 等人所進行的氣固兩相紊流運動模型的研究有獨特的地方,。將固相與稀薄氣體分子運動相比擬, 用方程描述, 而氣相用連續(xù)介質(zhì)模型描述,。對稀相管道紊動兩相流,所應(yīng)用的運動模型的數(shù)值計算結(jié)果與實驗?zāi)軌蚝芎梅�,。兩相流的運動模型和連續(xù)介質(zhì)模型分別從微觀和宏觀描述兩相流動。
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“ 中國顆粒學會” ,。中科院化冶所、清華大學,、西安交通大學,、浙江大學、大連理工大學,、同濟大學、上海海運學院,、山東建材學院等單位在散料顆粒學及氣力輸送技術(shù)方面作了一些有益的工作,。
1978年, 中國科學院化工冶金研究說的李洪鐘, 就垂直氣力輸送壓強降計算方法進行了深入地研究。1980年, 華東化工學院的楊倫對脈沖氣刀式栓流密相氣力輸送進行了研究,。1987年, 樊建人,岑可法等在單元內(nèi)顆粒源模型的基礎(chǔ)上, 提出了脈動頻譜隨機軌道模型, 該模型采用湍流雙方稱模型求解氣相湍流速度場, 并用隨機的傅立葉級數(shù)來模擬氣流的脈動速度, 但該模型需要給出三維空間中顆粒場的詳細信息,。1988年陳越南、楊曉清對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的數(shù)值方法,。
1992年, 陸厚根和馬魁用兩個形狀指數(shù), 來表征粉煤灰顆粒形貌,。1990年上海海運學院的余達銀等對氣力輸送進行的優(yōu)化設(shè)計, 1992年, 余洲生又對長距離水平輸送進行了有益的探討。
1996年, 清華大學的魏飛,、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, 給出了在實驗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行了較深入地研究,。1998年, 陳利東,、沈頤生、倉大強又對濃相氣力輸送的流型及穩(wěn)定性判定進行了實驗研究, 提出了一種檢測流型穩(wěn)定性的方法,。
1999年, 西北工大的魏進家等, 利用兩相湍流KET 模型對90度彎管內(nèi)氣固兩相湍流流動進行了數(shù)值模擬, 得到了彎管內(nèi)兩相流動的一些規(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驗裝置,。1853年歐洲出現(xiàn)第一個氣力輸送裝置, 但由于當時科學技術(shù)和工藝水平的限制, 氣力輸送技術(shù)在較長的時間內(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,。但是許多經(jīng)驗和研究成果分布在各個部門, 交流不多。有意識的總結(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,。五十年代以后論文數(shù)量顯著增加, 內(nèi)容包括兩項流邊界層、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)試驗公式,。1961 年Streeter主編的流體力學手冊有專門的一節(jié)介紹兩相流。六十年代后, 越來越多的學者探索描述兩相流運動的基本方程,。早期的工作有Marble ,、Murray、panton 等,。
20 世紀60 年代, 英國Brad ford 大學的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行了較深入地研究,Tsuji, Y 在氣力輸送氣固兩相流動的數(shù)值計算方面作了大量的工作。Zenz 就氣一固流動特性進行了廣泛的研究, 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)學者克列因,、高爾得什琴,、李克洛夫斯基等對谷物、水泥等材料以彈性力學理論和實驗結(jié)果為基礎(chǔ), 進行了散粒體結(jié)構(gòu)力學的基本問題研究, 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 對水平中曳力和壓降進行了實驗研究, 提出了氣固存在滑動。
1970 年, 日本學者久保輝一郎,、水渡英二, 對粉體的力學特性和運動理論進行了研究,。1985 年,近尺正敏、金棒孝文針對顆粒間作用力進行了深入地研究,。上憧具貞用流體力學和固體摩擦理論的方法, 建立管道顆粒流動的運動模型, 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,。研究流場中單顆粒或有著相互作用的多顆粒運動, 以及考察含有顆粒的流場本身可用來推測流場中有關(guān)的流動信息, 如探討作用在顆粒上的合力和通過對流場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動受力和擴散的理論,。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 學院的Louren Co 等人所進行的氣固兩相紊流運動模型的研究有獨特的地方,。將固相與稀薄氣體分子運動相比擬, 用方程描述, 而氣相用連續(xù)介質(zhì)模型描述,。對稀相管道紊動兩相流,所應(yīng)用的運動模型的數(shù)值計算結(jié)果與實驗?zāi)軌蚝芎梅�,。兩相流的運動模型和連續(xù)介質(zhì)模型分別從微觀和宏觀描述兩相流動。
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“ 中國顆粒學會” ,。中科院化冶所、清華大學,、西安交通大學,、浙江大學、大連理工大學,、同濟大學、上海海運學院,、山東建材學院等單位在散料顆粒學及氣力輸送技術(shù)方面作了一些有益的工作,。
1978年, 中國科學院化工冶金研究說的李洪鐘, 就垂直氣力輸送壓強降計算方法進行了深入地研究。1980年, 華東化工學院的楊倫對脈沖氣刀式栓流密相氣力輸送進行了研究,。1987年, 樊建人,岑可法等在單元內(nèi)顆粒源模型的基礎(chǔ)上, 提出了脈動頻譜隨機軌道模型, 該模型采用湍流雙方稱模型求解氣相湍流速度場, 并用隨機的傅立葉級數(shù)來模擬氣流的脈動速度, 但該模型需要給出三維空間中顆粒場的詳細信息,。1988年陳越南、楊曉清對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的數(shù)值方法,。
1992年, 陸厚根和馬魁用兩個形狀指數(shù), 來表征粉煤灰顆粒形貌,。1990年上海海運學院的余達銀等對氣力輸送進行的優(yōu)化設(shè)計, 1992年, 余洲生又對長距離水平輸送進行了有益的探討。
1996年, 清華大學的魏飛,、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, 給出了在實驗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行了較深入地研究,。1998年, 陳利東,、沈頤生、倉大強又對濃相氣力輸送的流型及穩(wěn)定性判定進行了實驗研究, 提出了一種檢測流型穩(wěn)定性的方法,。
1999年, 西北工大的魏進家等, 利用兩相湍流KET 模型對90度彎管內(nèi)氣固兩相湍流流動進行了數(shù)值模擬, 得到了彎管內(nèi)兩相流動的一些規(guī)律,。
