U形弯管内大颗粒固液两相流的输送特性研究

吕彤¹，胡琼¹，肖红²，李秋华²

1. 中南大学机电工程学院2. 长沙矿冶研究院有限责任公司深海资源开发利用技术国家重点实验室

摘 要：应用计算流体力学及离散元耦合计算方法,对U形弯管中大颗粒固液两相流的输送特性进行了研究。采用Fluent与EDEM耦合计算,对不同输送工况下U形管中的大颗粒输送进行了仿真分析,得到了颗粒及流场在U形弯管中的分布、运动特性,同时结合试验进行了验证分析。结果表明,颗粒进入U形管后由于惯性作用主要沿着管道壁面运动。低速输送工况下,颗粒容易堆积在U形管与提升管的过渡位置,随着输送速度提高,颗粒在U形管中的浓度降低。由于与管道壁面的碰撞、摩擦,颗粒开始沿着壁面滚动运动。弯管内的二次流也会对颗粒的运动和分布产生一定影响。

关键词：管道输送;深海采矿;U形弯管;固液两相流;CFD-DEM耦合计算;颗粒输送特性;