基于CFD-DEM的柔性生物质颗粒取向特性研究

• 作者: 周长江 陈钇杰 陈海康 苏杰 刘丕晶
• 来源期刊: 湖南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 颗粒 取向特性 CFD-DEM 流量可视化 正交实验
• 年，卷（期）: 2024,（10）
• 所属期刊栏目: 机械工程
• 页码范围: 216-226
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2023188

摘要

为解决柔性生物质颗粒在食品加工和生物能源制备等出现的取向无序性问题，设计了一种三角形沟槽通道.基于计算流体动力学-离散元方法(CFD-DEM)，建立三角形沟槽通道内柔性颗粒运动的气固耦合模型.其中，采用双链黏结球模型表征柔性生物质颗粒.设计正交实验，研究气体速度、颗粒长度、通道倾斜角和沟槽角度对柔性颗粒取向的影响规律.结果表明：柔性颗粒取向角为0～10°的比例高达0.9；通道倾斜角β对颗粒取向有序性的影响最大，随着颗粒长度颗粒的增大，通道倾斜角和沟槽角度的减小，取向有序性增强.优化模型中，颗粒取向角为0～10°的比例为0.96，取向有序参数S为-1.911，颗粒取向与沟槽方向基本一致；颗粒运动平均速度为2.467 m·s-1.该成果为颗粒取向的研究提供了一定的理论依据.