SStudien aufTTransportPEigenschaften vonPpulverEInjektor basierend aufDdoppeltVenturiEWirkung

Der Venturi-Ejektor kann aufgrund des Venturi-Effekts Vakuumfelder zum Transport von Partikeln bilden. Die Transportleistung von Pulverejektoren auf Basis des Einzel- und Doppelventuri-Effekts und der Einfluss der Düsenposition auf die Transportleistung wurden jeweils mit der experimentellen Methode und der numerischen Simulation auf Basis der CFD-DEM-Kopplungsmethode untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen dasWindgeschwindigkeitDer Partikeleinlass erhöht sich aufgrund des Doppelventuri-Effekts, was für Partikel in den Partikeleintritt von Vorteil istInjektor; die treibende Kraft, die die Flüssigkeit auf die Partikel ausübt, nimmt zu, was bedeutet, dass Partikel über große Entfernungen transportiert werden können; Je näher die Düse am Export ist, desto größer ist derWindgeschwindigkeitdes Partikeleinlasses ist und je größer die auf die Partikel ausgeübte Saugkraft ist; Je näher die Düse am Auslass ist, desto geringer ist die Anzahl der Partikelablagerungen im AuslassInjektorIst; Allerdings können Partikel daran gehindert werden, in das Venturi-Rohr einzudringen, wenn die Düse sehr nahe am Auslass liegt. Um zusätzlich die Partikelablagerung zu reduzieren, wird hier die optimale Lösung vorgestellt, nämlich die Position der Düse vom Export entfernt,y∗ = 30 mm.

Einführung

Die pneumatische Fördertechnik bietet viele Vorteile, wie z. B. flexible Gestaltung, keine Staubbelastung, niedrige Betriebskosten und einfache Wartung. Daher wird die pneumatische Fördertechnik häufig in der Erdöl-, Chemie-, Metallurgie-, Pharma-, Lebensmittel- und Mineralverarbeitungsindustrie eingesetzt. Beim Venturi-Pulver-Ejektor handelt es sich um einen Gas-Feststoff-Ejektor, der auf dem Venturi-Effekt basiert. Im letzten Jahrzehnt wurden einige experimentelle und numerische Studien zum Venturi-Injektor durchgeführt, um dessen Transporteigenschaften zu verstehen.

Forscherführte experimentelle und numerische Untersuchungen des auf Venturi basierenden Strahlrohrs durch und analysierte die Beziehung zwischen den verschiedenen Parametern mit experimentellen und numerischen Methoden.Forscher führte eine Reihe experimenteller Untersuchungen sowohl für einphasige Gas- als auch für Gas-Kohle-Mischströme durch das Venturirohr durch und zeigte, dass im Inneren des Venturirohrs starke Abnahmen des statischen Drucks und des volumetrischen Belastungsverhältnisses beobachtet wurden.Forscherführten eine rechnerische Studie zum Strömungsverhalten eines Gas-Feststoff-Injektors nach dem Euler-Ansatz durch und zeigten, dass die zeitliche durchschnittliche axiale Partikelgeschwindigkeit zuerst zunimmt und dann abnimmt.Forscheruntersuchte das Verhalten eines zweiphasigen Gas-Feststoff-Venturirohrs mit experimentellen und numerischen Methoden.Forscherverwendeten die Diskrete-Elemente-Methode (DEM), um den Gas-Feststoff-Injektor zu untersuchen, und stellten fest, dass sich die Feststoffpartikel aufgrund der Schwerkraft der Feststoffpartikel und des Gasumflusses deutlich am Boden des linken Bereichs des Injektors ansammeln.

Die oben genannten Studien konzentrierten sich nur auf den Ejektor mit einer Venturi-Struktur, d. h. der Single-Venturi-Effekt wurde bei dem Ejektor erwähnt. Im Bereich der Gasdurchflussmessung wird das auf Doppeleffekt basierende Gerät häufig zur Erhöhung der Druckdifferenz und zur Verbesserung der Messgenauigkeit eingesetzt. Der Ejektor mit Doppelventuri-Effekt wird jedoch nicht oft zum Transport von Partikeln eingesetzt. Das Forschungsobjekt ist hier der Venturi-Pulverauswerfer auf Basis des Doppelventuri-Effekts. Der Ejektor besteht aus einer Düse und einem ganzen Venturirohr. Sowohl die Düse als auch das Venturirohr können den Venturi-Effekt erzeugen, was bedeutet, dass im Ejektor ein Doppelventuri-Effekt vorhanden ist. Aus der Düse des Venturi-Ejektors strömt ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit, der aufgrund des Venturi-Effekts ein Vakuumfeld bildet und Partikel unter dem Einfluss von Schwerkraft und Mitnahme in die Saugkammer zwingt. Dann bewegen sich die Partikel mit dem Luftstrom.

Die Kopplungsmethode Computational Fluid Dynamics-Discrete Element Method (CFD-DEM) wurde erfolgreich in komplexen Gas-Feststoff-Strömungssystemen eingesetzt.Forscherübernahm die CFD-DEM-Methode zur Modellierung der Gas-Partikel-Zweiphasenströmung, die Gasphase wurde als Kontinuum behandelt und mit Computational Fluid Dynamics (CFD) modelliert, Partikelbewegung und Kollisionen wurden mit dem DEM-Code simuliert.Forscherübernahm den CFD-DEM-Ansatz zur Simulation der dichten Gas-Feststoff-Strömung, DEM wurde zur Modellierung der körnigen Partikelphase eingesetzt und die klassische CFD wird zur Simulation der Flüssigkeitsströmung verwendet.Forscherpräsentierte CFD-DEM-Simulationen eines Gas-Feststoff-Wirbelbetts und schlug ein neues Widerstandsmodell vor.Forscherentwickelte eine neue Methode zur Validierung der Simulation eines Gas-Feststoff-Wirbelbetts mittels CFD-DEM.Forscherwandte die CFD-DEM-gekoppelte Methode an, um die Gas-Feststoff-Strömungscharakteristik innerhalb des faserigen Mediums zu simulieren und den Einfluss der Faserstruktur und der Partikeleigenschaften auf die Partikelablagerung und -agglomeration im Filtrationsprozess zu untersuchen.

In dieser Arbeit wurden die Transporteigenschaften von Pulverausstoßern, die auf dem Einzel- und Doppelventuri-Effekt basieren, und der Einfluss der Düsenposition auf die Transportleistung jeweils mit der experimentellen Methode und der numerischen Simulation basierend auf der CFD-DEM-Kopplungsmethode untersucht.

Schlussfolgerungen

Die Transportleistung von Ejektoren, die auf dem Einzel- und Doppelventuri-Effekt basieren, wurde jeweils mit der experimentellen Methode und der numerischen Simulation basierend auf der CFD-DEM-Kopplungsmethode untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die Windgeschwindigkeit des Partikeleinlasses aufgrund des Doppelventuri-Effekts zunimmt, was für Partikel in den Injektor von Vorteil ist. Die Antriebskraft der Partikel durch die Flüssigkeit nimmt zu, was für die Partikelübertragung über große Entfernungen von Vorteil ist.