氣力輸送機設備仿真實驗結果的準確性和可靠性

  通過對氣力輸送機設備壓降的仿真實驗結果的比較，可以看出仿真實驗得到的壓降是隨速度變而變化。這是因為采用的DPM沒有考慮顆粒形狀特征。粒子的形狀特征在粒子-粒子和粒子-壁面碰撞中起著關鍵作用。當流速較低時，氣力輸送機設備管道的分層導致顆粒-顆粒、顆粒-壁面相互作用更加頻繁，甚至部分顆粒在管道底部積聚。因此，當管道速度較低時，DPM模擬結果的準確性可能會較低。但當流速增大時，氣力輸送機設備中的顆粒從管道中獲得更多的能量，有些顆粒甚至懸浮在管道中，導致碰撞概率降低。因此，DPM模擬結果與管道速度下的實驗結果較為接近。

時間越長，管道的磨損越大，短時間的實驗很難觀察到明顯的實驗結果。在模擬結果的基礎上對管道磨損進行了分析。仿真實驗結果與實際氣動輸送工業系統相比，第一次碰撞位置為最大磨損位置，符合實際工業情況。因此磨損模擬結果可為氣力輸送機設備的設計提供參考。

煤顆粒在氣力輸送機設備過程中，在重力作用下會與管壁發生碰撞，造成管壁磨損。在相同的條件下，管道速度、管徑和固氣流速都會增大最大磨損率。在氣力輸送機設備行業中，管壁的磨損是系統運行條件與顆粒碰撞相互作用量的必然結果。對于目前的氣力輸送機設備，往往通過增加管道厚度來延長使用壽命。但根據本文的仿真結果，合理配置管道速度、顆粒直徑、管徑和固氣速率參數有助于延長管道壽命，提高氣力輸送機設備管道系統的可靠性，但需要大量的實驗來驗證這些結果。

煤、巖石等顆粒的形狀具有不同的特性，顆粒形狀對顆粒在管道中的碰撞和運動有很大的影響。在模擬中，由于忽略了質點的形狀特性。采用的流體阻力和升力均基于本理論，均來自于小顆粒(小于5mm)。因此，仿真結果與實際實驗有一定的差距。為了提高仿真的準確性，下一步將考慮粒子形狀和粒子大小對粒子運動方程和粒子碰撞行為的影響。

結論

(1)對大煤粉顆粒進行水平氣力輸送機設備實驗。結果表明:當流速較小時，呈現分層現象，并分為三層;上層為流體層，主要為高速流體，中層為輸送層，為顆粒與流體的混合物，底層為沉積層，主要為低速或靜態的煤顆粒。當管道速度增大時，分層現象消失。

(2)采用與實驗相似的仿真條件進行對比仿真，結果表明，DPM模型從顆粒軌跡預測大煤粉顆粒水平氣力輸送機設備的運行是可行的。

(3)在固氣比和管徑恒定的條件下，得到了顆粒粒徑和管道速度對管道磨損的影響。最大磨

損率隨管道速度增大而增大，隨粒徑減小而減小。在顆粒粒徑和管道速度不變的情況下，得到了固氣流速和管徑對管道磨損的影響。最大磨損速率隨管徑和固氣流速的增大而增大。

(4)對比仿真實驗結果，討論仿真方法的準確性和局限性。仿真實驗具有計算時間短的優點;但模擬結果與實際實驗結果存在一定的差距，因為沒有考慮粒子的形狀，而且粒子力都是基于現有的理論，來自于小粒子。因此，下一步將考慮粒子形狀和粒徑對粒子運動方程和粒子碰撞行為的影響，以提高仿真的準確性和可靠性。