扬矿管内高速螺旋流的数值模拟与仿真  被引量:5

Numerical simulation of high-speed spiral flow in lifting pipe

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作  者:唐军[1] 高瑞杰[1] 

机构地区:[1]江西理工大学机电工程学院,江西赣州341000

出  处:《江西理工大学学报》2015年第3期64-68,共5页Journal of Jiangxi University of Science and Technology

基  金:国家自然科学基金资助项目(51104067)

摘  要:为研究高速螺旋流在深海采矿水力提升系统中的流动规律,利用Fluent软件,采用欧拉双流体模型,对扬矿管内液固两相流进行三维数值模拟与仿真,获得了扬矿管内不同断面上的速度场、压力场以及锰结核颗粒的体积分布规律.仿真结果表明,高速螺旋流在提升过程中,管心附近出现负压且沿轴向显著增加,并产生强烈的卷吸作用,形成龙卷风效应,抽吸断面上的锰结核颗粒,使之向轴心聚集,从而避免了颗粒与管壁面的碰撞以及颗粒对壁面的磨损,有利于提高扬矿管的使用寿命.In order to study the flow regularity of high-speed spiral flow in deep-sea mining hydraulic lifting system, the liquid-solid two-phase flow in lifting pipe was numerically simulated by Eulerian two-fluid model with the Fluent software, and the velocity and pressure fields distributions and the volume distribution of manganese nodules were obtained. The simulation results show that a negative pressure around the pipe center occurred and remarkably increased along the axial. The negative pressure produced strong entrainment function, and formed a tornado effect; it compelled particles to gather at the hub, thus avoiding the collision between particles and the pipe surface. It is helpful to improve the service life of lifting pipe.

关 键 词:扬矿管 欧拉模型 高速螺旋流 数值模拟 

分 类 号:TV13[水利工程—水力学及河流动力学]

 

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