Моделирование гидродинамики и процессов усреднения высококонцентрированной гранулированной среды в аппаратах порошковой технологии

• Автор: Марценко, Максим Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Обзор современного состояния механики гранулированных сред
2. Модели движения высококонцентрированных гранулированных
сред и их математическая формулировка
2.1 Модель нелинейно-вязкой жидкости
2.2 Модель вязкой ньютоновской жидкости
2.3 Полуэмпирическая модель хорошо сыпучей гранулированной среды
2.4 Граничные условия
2.5 Выводы
3. Методы численного решения уравнений гидродинамики
3.1 Метод расчета в переменных «функция тока-вихрь»
3.2 Расчет гидродинамики в естественных переменных
3.3 Метод численного решения скалярного уравнения переноса
3.3.1 Обобщенный неявный метод переменных направлений для решения уравнения переноса
3.3.2 Аппроксимация конвективных и диффузионных членов в уравнении переноса
3.4 Граничные условия
4. Моделирование гидродинамики высококонцентрированной
гранулированной среды
4.1 Моделирование движения гранулированной среды при
обтекании квадратного препятствия на основе
предложенных моделей
4.1.1 Моделирование движения гранулированной среды при обтекании квадратного препятствия на основе модели «степенной жидкости»

4.1.2 Исследование движения гранулированной среды при обтекании квадратного препятствия на основе модели ньютоновской жидкости
4.1.3 Исследование движения гранулированной среды при обтекании квадратного препятствия с использованием разработанной модели
4.2 Численное исследование движения гранулированной среды в прямоугольном бункере с использованием предложенной полуэмпирической модели
4.2.1 Движение гранулированной среды в бункере с внезапным сужением при плоской постановке задачи
4.2.2 Исследование гидродинамики плотного слоя зернистой среды в бункере с внезапным сужением в случае трехмерной постановки задачи
4.3 Исследование динамики гранулированной среды в сужающемся канале
4.4 Моделирование движения гранулированной среды в открытом наклонном лотке
4.5 Моделирование гидродинамики высококонцентрированного гранулированного материала в пневматическом
циркуляционном аппарате
4.5.1 Гидродинамика сыпучего материала в цилиндрической
части пневматического циркуляционного аппарата
4.5.2 Исследование гидродинамики зернистой среды в конической части пневматического
циркуляционного аппарата
4.6 Расчет времени пребывания частиц в пневматическом циркуляционном аппарате
4.7 Выводы

5. Моделирование процессов смешения и усреднения гранулированной среды в аппаратах порошковой технологии при
инерционном режиме течения
5.1. Физические особенности процесса смешивания и метод оценки
качества смеси гранулированных материалов
5.2 Математическая формулировка процесса смешивания зернистой среды
5.3 Исследование процесса усреднения зернистой среды в сужающемся бункере
5.4 Моделирование процесса усреднения гранулированной среды в вертикальном прямоугольном бункере с внезапным сужением
5.5 Усреднение высококонцентрированной гранулированной среды в трехмерном прямоугольном бункере с внезапным сужением
5.6 Процесс усреднения и смешения гранулированных материалов в пневматическом циркуляционном аппарате
5.6.1 Процесс усреднения в цилиндрической части пневматического циркуляционного аппарата
5.6.2 Процесс усреднения в конической части ПЦА
5.7 Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение

стремлении времени к большому значению, т.е. решение нестационарной задачи стремится к решению стационарной задачи.
При численном решении системы уравнений в частных производных используют метод конечных разностей, метод «крупных частиц», метод конечных элементов, вариационные методы и другие. К наиболее простым и универсальным методам относят метод конечных разностей. При таком подходе физическую область заменяют набором дискретных точек, которые составляют совокупность узлов разностной сетки. Систему нелинейных уравнений с соответствующими граничными условиями записывают при помощи аппроксимирующих выражений.
Конечно-разностный аналог дифференциальных уравнений решается при помощи различных схем на обычных или модифицированных расчетных сетках. Для системы уравнений в физических переменных в основном используют гибридную сетку [41], которая в плоском и трехмерном случае изображена на рис. 3.1 а и рис. 3.1 б соответственно. Каждая из переменных определена на своем наборе узлов. При решении уравнений в переменных «вихрь-функция тока» используется неразнесенная сетка [52].

• о о о о

р — ф ф ф ф— и, Х

()() о

0

У- >

Рис. 3.1 Гибридная сетка. Точки - градиент давления, вязкость, температура, концентрация, крестики, кружки, крестики в кружках - скорость их, иу, иг.