Математическое моделирование гидродинамики и процессов смешения гранулированных материалов

• Автор: Зайцева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Гидродинамическая модель движения гранулированных материалов
1.1. Физические допущения и математическая формулировка модели
1.2. Исследование движения плотного слоя гранулированной
среды в пневматическом циркуляционном смесителе
1.2 Л. Особенности математической постановки данной
задачи
1.2.2. Оценка влияния параметров модели на характер течения
частиц
1.2.3. Расчет функции времени пребывания частиц в плотном
слое материала
1.2.4. Сопоставительный анализ численных и опытных данных
по времени пребывания
1.3. Использование модели нелинейно-вязкой жидкости для определения поля скоростей частиц при истечении из воронкообразного бункера
1.4. Численное моделирование течения гранулированных материалов вокруг препятствий
2. Модель трехмерного движения сыпучей среды в рамках теории пограничного слоя
2.1. Обобщение кинематической модели
2.2. Численное моделирование трехмерного движения плотного слоя гранулированного материала применительно к пневматическому циркуляционному аппарату
3. Вихревая модель движения гранулированного материала
3.1. Основные допущения при постановки задачи

3.2. Применение модели к исследованию гравитационного движения гранулированной среды в различных бункерах
3.2.1. Течение гранулированных материалов в бункере с внезапным сужением
3.2.2. Расчет поля скорости движения плотного слоя гранулированной среды в ПЦС
4. Процесс усреднения и смешения гранулированных материалов в пневматическом циркуляционном аппарате
4.1. Математическая модель процесса смешения частиц при циркуляционном движении
4.2. Анализ численных результатов
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Широкое использование в различных отраслях современной промышленности гранулированных материалов и создание новых гранулированных материалов, таких как минеральные удобрения, дражирование лекарственных средств, витаминов, семян, комбикормов, пластмасс и т.п., ставит в ряд актуальных задач проблему исследования течений такого рода материалов. Главные трудности, возникающие при моделировании движения сыпучих сред, связаны с тем, что закономерности внутренних напряжений в процессе движения и разнообразие механизмов взаимодействия частиц между собой и с твердой поверхностью изучены недостаточно. Этими затруднениями объясняется незаконченность общей теории движения дисперсных сред и ее частный характер в различных случаях движения, что требует привлечения опытных данных.
Наибольший вклад в создание современной теории движения сыпучих сред внесли такие ученые как В.В. Соколовский, Г.А. Гениев, З.С. Горбис, П.И. Лукьянов, И.В. Ширко, Х.И. Раскин, R.A. Banglod, S.B. Savage, J.T. Jenkins, S.С. Cowin, R.M. Nedderman, U. Tuziin и многие другие.
В настоящее время для описания течения гранулированных сред имеет место условное разделение движения материалов на два идеализированных режима.
В первом режиме, называемом режимом медленного или пластического течения, частицы среды движутся по некоторым определенным траекториям, находясь в непрерывном скользящем контакте друг с другом, и внутренние напряжения в среде возникают вследствие действующего между ними сухого кулоновского трения. Это приводит к независящему от скорости деформации пластическому проведению гранулированного материала, которое описывается в рамках хорошо известной теории пластичности [1-4].

к+1 + .9- к+1 к+1
и. и и
Г*>У **>У + г*>У

(1.26)

А *+1 *-* [ л+1 + 5Чи,.. | г*»У £+1 И 2|>У
~ — - + + — +
А т]
Ах Л* Ие ’

А2 + А*2
А 71 Ах
5 = Вк'

дхдт!

>У V

чу

*+1 а*+1 л

г2. чу У

1+1
;,у У

к+1
г,у у

*+1 л
•у У

дхдт]

(£’ 4 4+1 + 5 1+1 + 2 Г + 325 +4 *+1 + н9’в
дп «.у ' чу У [ 55/7 *>у д?]2

+Сав

1+1Л { Адиг *+1 «А к+1 диг 1+1
чу У [э, *>У дт] и д% чу У
Представляя в разностной форме уравнение Пуассона и разрешая его относительно центральной точки Ту, получим конечно-разностный аналог для определения функции тока: