Snghiên cứu vềTvận chuyểnPthuộc tính củaPthứ hơnEmáy phun dựa trênDđôiVngười đồng hànhEảnh hưởng

Đầu phun venturi có thể tạo thành trường chân không để vận chuyển các hạt do hiệu ứng venturi. Hiệu suất vận chuyển của máy phun bột dựa trên hiệu ứng venturi đơn và đôi và ảnh hưởng của vị trí vòi phun đến hiệu suất vận chuyển lần lượt được nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm và mô phỏng số dựa trên phương pháp ghép CFD-DEM. Kết quả hiện tại cho thấytốc độ giócủa đầu vào hạt tăng lên do hiệu ứng venturi kép, có lợi cho các hạt đi vàokim phun; lực truyền động tác dụng lên các hạt bởi chất lỏng tăng lên, nghĩa là các hạt có thể được vận chuyển đi một khoảng cách xa; vòi phun càng gần điểm xuất khẩu thì giá trị càng lớntốc độ giócủa đầu vào hạt là và lực hút tác dụng lên hạt càng lớn; vòi phun càng gần đầu xuất khẩu thì số lượng hạt lắng đọng trongkim phunlà; tuy nhiên, các hạt có thể bị cản trở vào ống venturi nếu vòi phun rất gần với lỗ thoát. Ngoài ra, để giảm sự lắng đọng hạt, giải pháp tối ưu được trình bày ở đây, đó là vị trí vòi phun cách xa đầu xuất khẩu,y∗ = 30 mm.

Giới thiệu

Công nghệ vận chuyển bằng khí nén có nhiều ưu điểm như bố trí linh hoạt, không gây ô nhiễm bụi, chi phí vận hành thấp và bảo trì đơn giản. Vì vậy, công nghệ vận chuyển bằng khí nén được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, luyện kim, dược phẩm, thực phẩm và chế biến khoáng sản. Máy phun bột Venturi là loại khí rắn dựa trên hiệu ứng venturi. Một số nghiên cứu thực nghiệm và số học về kim phun venturi đã được thực hiện trong thập kỷ qua để hiểu các đặc tính vận chuyển của nó.

Nhà nghiên cứuđã tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm và số học về ống phản lực dựa trên venturi và phân tích mối quan hệ giữa các thông số khác nhau bằng phương pháp thực nghiệm và số.Nhà nghiên cứu đã thực hiện một loạt nghiên cứu thử nghiệm đối với cả dòng khí một pha và hỗn hợp khí-than đi qua venturi, và cho thấy rằng áp suất tĩnh và tỷ lệ tải thể tích giảm mạnh đã được quan sát thấy bên trong venturi.Nhà nghiên cứuđã thực hiện một nghiên cứu tính toán về đặc tính dòng chảy của vòi phun khí-rắn theo phương pháp Euler, cho thấy vận tốc hạt dọc trục trung bình theo thời gian tăng trước rồi giảm xuống.Nhà nghiên cứunghiên cứu các hành vi của một ống venturi khí-rắn hai pha bằng các phương pháp thực nghiệm và số.Nhà nghiên cứuđã sử dụng phương pháp phần tử rời rạc (DEM) để nghiên cứu kim phun khí-rắn và họ phát hiện ra rằng các hạt rắn tích tụ rõ rệt gần đáy vùng bên trái của kim phun do trọng lực của các hạt rắn và chu vi khí.

Các nghiên cứu trên chỉ tập trung vào máy phun có cấu trúc một venturi, cụ thể là hiệu ứng một venturi đã được đề cập trong máy phun. Trong lĩnh vực đo lưu lượng khí, thiết bị dựa trên hiệu ứng kép được sử dụng rộng rãi để tăng chênh lệch áp suất và cải thiện độ chính xác của phép đo. Tuy nhiên, máy phun có hiệu ứng venturi kép thường không được áp dụng để vận chuyển các hạt. Đối tượng nghiên cứu ở đây là máy phun bột venturi dựa trên hiệu ứng venturi kép. Đầu phun bao gồm một vòi phun và toàn bộ ống venturi. Cả vòi phun và ống venturi đều có thể tạo ra hiệu ứng venturi và điều đó có nghĩa là hiệu ứng venturi kép tồn tại trong đầu phun. Luồng không khí với các tia tốc độ cao từ vòi của máy phun venturi, tạo thành trường chân không do hiệu ứng venturi và buộc các hạt đi vào buồng hút dưới tác động của trọng lực và sự cuốn theo. Sau đó, các hạt di chuyển theo luồng không khí.

Phương pháp ghép Phương pháp phần tử rời rạc-Động lực học chất lỏng (CFD-DEM) đã được sử dụng thành công trong các hệ thống dòng khí-rắn phức tạp.Nhà nghiên cứuđã áp dụng phương pháp CFD-DEM để mô hình hóa dòng chảy hai pha khí-hạt, pha khí được coi là liên tục và được mô hình hóa bằng động lực học chất lỏng tính toán (CFD), chuyển động và va chạm của hạt được mô phỏng bằng mã DEM.Nhà nghiên cứuáp dụng phương pháp CFD-DEM để mô phỏng dòng khí-rắn đậm đặc, DEM được sử dụng để mô hình hóa pha hạt dạng hạt và CFD cổ điển được sử dụng để mô phỏng dòng chất lỏng.Nhà nghiên cứuđã trình bày các mô phỏng CFD-DEM của tầng sôi khí-rắn và đề xuất một mô hình kéo mới.Nhà nghiên cứuđã phát triển một phương pháp mới để xác nhận mô phỏng tầng sôi rắn khí thông qua CFD-DEM.Nhà nghiên cứuáp dụng phương pháp kết hợp CFD-DEM mô phỏng đặc tính dòng khí-rắn trong môi trường sợi nhằm nghiên cứu ảnh hưởng của cấu trúc sợi và tính chất hạt đến sự lắng đọng và kết tụ của hạt trong quá trình lọc.

Trong bài báo này, các đặc tính vận chuyển của máy phun bột dựa trên hiệu ứng venturi đơn và đôi và ảnh hưởng của vị trí vòi phun đến hiệu suất vận chuyển lần lượt được nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm và mô phỏng số dựa trên phương pháp ghép CFD-DEM.

Kết luận

Hiệu suất vận chuyển của máy phun dựa trên hiệu ứng venturi đơn và đôi được nghiên cứu lần lượt bằng phương pháp thực nghiệm và mô phỏng số dựa trên phương pháp ghép CFD-DEM. Các kết quả hiện tại cho thấy tốc độ gió của hạt vào tăng lên do hiệu ứng venturi kép, có lợi cho các hạt đi vào vòi phun. Động lực của các hạt trong chất lỏng tăng lên, điều này có lợi cho các hạt được truyền đi một khoảng cách xa.