20 L球型罐内不同粒径铝粉扩散的数值模拟

陈嘉琛 张奇 马秋菊 张博

陈嘉琛, 张奇, 马秋菊, 张博. 20 L球型罐内不同粒径铝粉扩散的数值模拟[J]. 高压物理学报, 2014, 28(2): 202-208. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.011
引用本文: 陈嘉琛, 张奇, 马秋菊, 张博. 20 L球型罐内不同粒径铝粉扩散的数值模拟[J]. 高压物理学报, 2014, 28(2): 202-208. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.011
CHEN Jia-Chen, ZHANG Qi, MA Qiu-Ju, ZHANG Bo. Numerical Simulation of Aluminite Dust Dispersion for Different Particle Sizes in 20 L Vessel[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(2): 202-208. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.011
Citation: CHEN Jia-Chen, ZHANG Qi, MA Qiu-Ju, ZHANG Bo. Numerical Simulation of Aluminite Dust Dispersion for Different Particle Sizes in 20 L Vessel[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2014, 28(2): 202-208. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.011

20 L球型罐内不同粒径铝粉扩散的数值模拟

doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.011
基金项目: 国家自然科学基金(11372044)
详细信息
    作者简介:

    陈嘉琛(1991—), 女,硕士研究生,主要从事事故演化动力学研究.E-mail:chenjiachen199109@163.com

  • 中图分类号: O389

Numerical Simulation of Aluminite Dust Dispersion for Different Particle Sizes in 20 L Vessel

  • 摘要: 20 L球型爆炸罐是用于测试粉尘爆炸特性参数的标准装置之一。粉尘颗粒在密闭空间内的运动规律,对于研究粉尘的最佳点火延迟时间段有重要的作用。基于计算流体力学理论,对20 L球型罐内的吹粉过程进行了数值模拟,监测了不同粒径的铝粉颗粒在20 L球型罐内的分散情况,对比了不同铝粉颗粒粒径在罐内的沉降时间。结果表明:粉尘沉降的时间段随粉尘粒径的增大而减小,颗粒大小超过一定尺寸时,铝粉将不能在密闭空间内均匀扩散。

     

  • 图  20 L球型爆炸装置

    Figure  1.  20 L spherical explosion device

    图  简化后的网格模型

    Figure  2.  Simplified mesh model

    图  铝粉受力图

    Figure  3.  Force sketch on aluminium powder

    图  dp=1 μm时20 L爆炸罐中不同时刻粉尘颗粒分布云图

    Figure  4.  The dust particle distribution conditions of different times in 20 L tank (dp=1 μm)

    图  dp=10 μm时20 L爆炸罐中不同时刻粉尘颗粒分布云图

    Figure  5.  The dust particle distribution conditions of different times in 20 L tank (dp=10 μm)

    图  dp=20 μm时20 L爆炸罐中不同时刻粉尘颗粒分布云图

    Figure  6.  The dust particle distribution conditions of different times in 20 L tank (dp=20 μm)

    图  dp=50 μm时20 L爆炸罐中不同时刻粉尘颗粒分布云图

    Figure  7.  The dust particle distribution conditions of different times in 20 L tank (dp=50 μm)

    图  各监测点分布图

    Figure  8.  Monitoring points

    图  粉尘浓度随时间的变化

    Figure  9.  Dust concentration vs. time

    图  10  扬尘时间与粉尘粒径的关系

    Figure  10.  Suspended time vs. particle size

    表  1  监测点坐标

    Table  1.   The coordinates of monitoring points

    Monitoring points Coordinates/(mm) Radius/(mm)
    a (0,146) 10
    b (0,314) 10
    下载: 导出CSV
  • [1] Liu Q M, Bai C H, Li X D, et al. Coal dust/air explosions in a large-scale tube[J]. Fuel, 2010, 89(2): 329-335. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236109003378
    [2] 王绪友, 刘守华, 陈淮新.煤矿粉尘浓度比对性测量方案可行性探讨[J].工业计量, 2000(Suppl): 301-302. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/gyjl2000Z1164

    Wang X Y, Liu S H, Chen H X. Feasibility study on the comparative metering schemes of coal mine dust concentration[J]. Industrial Metrology, 2000(Suppl): 301-302. (in Chinese) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/gyjl2000Z1164
    [3] Koichi I, Gotoh K, Higashitani K. Powder Technology Handbook[Z]. New York: Marcel Dekker Inc, 1991: 23-27.
    [4] 王福军.计算流体动力学分析[M].北京: 清华大学出版社, 2004.

    Wang F J. Computational Fluid Dynamics Analysis[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2004. (in Chinese)
    [5] 李新光, 张平, Radandt S, 等. 20 L球形装置上粉尘湍流速度的测量[J].东北大学学报(自然科学板), 2003, 24(10): 952-955. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DBDX200310010.htm

    Li X G, Zhang P, Radandt S, et al. Measurement of turbulence velocity of dust in a 20 L-sphere[J]. Journal of Northeastern University(Natural Science), 2003, 24(10): 952-955. (in Chinese) http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DBDX200310010.htm
    [6] 尉存娟, 谭迎新, 路旭, 等.点火延迟时间对铝粉爆炸压力的影响研究[J].中北大学学报(自然科学板), 2009, 30(3): 257-260. http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbgxyxb200903013

    Yu C J, Tan Y X, Lu X, et al. Effect of the ignition delay time on the explosion pressure of aluminum dust[J]. Journal of North University of China(Natural Science Edition), 2009, 30(3): 257-260. (in Chinese) http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/hbgxyxb200903013
  • 加载中
图(10) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  6954
  • HTML全文浏览量:  2264
  • PDF下载量:  262
出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-13
  • 修回日期:  2013-02-27

目录

    /

    返回文章
    返回