固體顆粒的案例
管道內固體污染物顆粒的沖蝕仿真 ￥500
用于輸送石油和天然氣之類流體的管道通常包含流動流體攜帶的固體污染物顆粒，例 如沙子。這些固體顆粒會撞擊管壁，使表面材料變形或剝離的過程稱為沖蝕。 除了管壁材料的物理損耗之外，固體顆粒的沖蝕可能會以其他更間接的方式損害管道。 例如，固體顆粒可能會損壞管道內的耐腐蝕層，還可能去除內表面的化學緩蝕劑，使 管壁中更易受腐蝕的材料暴露在外。這種協同效應通常由術語沖蝕 表示，它們可能導 致石油和天然氣管道加速退化，因此為此付出的代價極高。 管道沖蝕仿真對于設計、優化和診斷來說是強大且具成本效益的工具。本例計算帶有U型管道的沖蝕磨損率，沖蝕模型采用Finne模型，模擬結果展示如下：
感興趣的朋友，可下載模型源文件，進行交流。
展開 土固體顆粒中的礦物成分
土固體顆粒中的礦物成分
土固體顆粒中的礦物成分
顆粒的礦物成分可分類兩大類。一類是原生礦物，如石英、長石和云母等，它們是由巖石經過物理風化生成，粗的土顆粒通常是由一種或多種原生礦物所組成的巖?；驇r屑。另一類是次生礦物，由原生礦物經化學風化后形成的新的礦物成分。土中的最主要的次生礦物是黏土礦物。
黏土礦物的晶體結構和分類
黏土礦物是一種復合的鋁-硅酸鹽晶體，顆粒成片狀，是由硅片和鋁片構成的晶包所組疊而成。硅片的基本單元是硅-氧四面體。鋁片的基本單元則是鋁-氫氧八面體。黏土礦物依硅片和鋁片的組疊不同，主要分成高嶺石、伊利石和蒙特石三種類型。
顆粒形狀和比表面積
單位質量土顆粒所擁有的表面積之和稱為比表面積As，比表面積與顆粒大小及形狀有關。As=全部土顆粒的表面積之和(m2)/全部土顆粒的質量（g）
黏土顆粒的帶電性質都發生在顆粒的表面上，所以，對于黏性土，比表面積的大小直接反映土顆粒與四周介質（特別是水）相互作用的強烈程度，是代表黏性土特征的一個很重要的指標。對于粗粒土，由于表面不具有帶電性質，比表面積沒有很大的意義。研究顆粒的形狀應著重于研究其中針片狀顆粒的比例和顆粒的磨圓度，因為它們影響到顆粒間的排列和粗糙度，從而影響土的抗剪強度。
展開 FLUENT管道內固體顆粒模擬
本教程演示了管道內固體顆粒隨氣流運動的設置和求解。幾何模型為二維模型。
1 啟動Workbench并建立分析項目
（1）在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 19.2→Workbench命令，啟動Workbench 19.2，進入ANSYS Workbench 19.2界面。
（2）雙擊主界面Toolbox（工具箱）中的Analysis systems→Fluid Flow（Fluent）選項，即可在項目管理區創建分析項目A。
2 導入幾何體
（1）在A2欄的Geometry上單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇Import Geometry→Browse命令，此時會彈出“打開”對話框。
（2）在彈出的“打開”對話框中選擇文件路徑，導入幾何體文件。
3 劃分網格
（1）雙擊A3欄Mesh項，進入Meshing界面，在該界面下進行模型的網格劃分。
（2）依次右鍵選擇模型下邊界和上邊界，在彈出的如圖16-79所示的快捷菜單中選擇Create Named Selection，彈出如圖16-80所示的Selection Name對話框，輸入名稱inlet和outlet，單擊OK按鈕確認。
（3）設置網格尺寸為0.01m。在Quality中，Smoothing選擇High。
（4）右鍵單擊模型樹中Mesh選項，選擇快捷菜單中的Generate Mesh選項，開始生成網格。
（5）網格劃分完成以后，單擊模型樹中Mesh項可以在圖形窗口中查看網格。
（6）執行主菜單File→Close Meshing命令，退出網格劃分界面，返回到Workbench主界面。
展開 氣-液-固 三相體系 CFD 模擬方法簡介
為了簡化處理，Grevskott 等將液相以及固相兩相看作一個擬均相（漿液相）處理，通過修正漿液粘度以及密度的方式考慮固體顆粒的影響，將氣 - 液- 固三相漿態模擬簡化成氣體-漿液相兩相模擬，基于雙流體框架下研究氣泡尺寸的分布、液體的循環以及固體顆粒的運動。Wen 和 Xu 等也將液-固看作擬均相進行二維穩態模擬，采用 ksus-εsus-kb-εb 湍流模型計算氣-液-固漿態床內的流動并且采用沉降擴散模型描述固體顆粒的軸向分布。Feng 等也將液相以及納米顆粒兩相看作擬均相處理，在 CFD 模擬中考慮的曳力、升力以及虛擬質量力，重點考察時均徑向氣含率以及液速分布。
Mitra-Majumdar 等采用三歐拉方法進行三相漿態床的二維軸對稱模擬，并且對相間作用力進行修正，在研究氣 - 液相間作用力時考慮固體顆粒的影響，在研究液 - 固相間作用力時考慮氣體的影響，最終重點考察了表觀氣速、液速以及固體顆粒循環速度對氣含率以及固含率分布曲線的影響。Padial 等采用三歐拉方法進行了三相漿態內環流反應器三維模擬，重點考察導流位置對氣含率以及循環液速的影響，通過模擬發現提高導流筒位置會導致環流液速降低。需要指出，在其模擬中氣 - 固之間與氣 - 液之間采用相同的曳力模型，該方法不適用于高固含率的情況。Mationis 等采用 Gidaspow 等提出的 Kinetic-Theory-Based 模型描述氣 - 固之間的相間作用，并采用 k-ε 湍流模型描述液相湍流，重點考察固體顆粒的時均速度、濃度分布以及雷諾應力的變化，并與實驗結果進行對比。
除了歐拉多流體模型之外，部分學者還采用 Euler - Lagrange 法模擬氣-液-固三相體系內的流動。
展開 
氣-液-固三相體系CFD模擬方法：理論框架與應用拓展
為了簡化處理，Grevskott 等將液相以及固相兩相看作一個擬均相(漿液相)處理，通過修正漿液粘度以及密度的方式考慮固體顆粒的影響，將氣-液-固三相漿態模擬簡化成氣體-漿液相兩相模擬，基于雙流體框架下研究氣泡尺寸的分布、液體的循環以及固體顆粒的運動。
Wen 和 Xu 等也將液-固看作擬均相進行二維穩態模擬，采用 ksus-εsus-kb-8b 湍流模型計算氣-液-固漿態床內的流動并且采用沉降擴散模型描述固體顆粒的軸向分布。
Feng 等也將液相以及納米顆粒兩相看作擬均相處理，在 CFD 模擬中考慮的曳力、升力以及虛擬質量力，重點考察時均徑向氣含率以及液速分布。
Mitra-Majumdar 等采用三歐拉方法進行三相漿態床的二維軸對稱模擬，并且對相間作用力進行修正，在研究氣 - 液相間作用力時考慮固體顆粒的影響，在研究液 - 固相間作用力時考慮氣體的影響，最終重點考察了表觀氣速、液速以及固體顆粒循環速度對氣含率以及固含率分布曲線的影響。
Padial 等采用三歐拉方法進行了三相漿態內環流反應器三維模擬，重點考察導流位置對氣含率以及循環液速的影響，通過模擬發現提高導流筒位置會導致環流液速降低。需要指出，在其模擬中氣 - 固之間與氣 - 液之間采用相同的曳力模型，該方法不適用于高固含率的情況。
Mationis 等采用 Gidaspow 等提出的 Kinetic-Theory-Based 模型描述氣 - 固之間的相間作用，并采用 k-ε 湍流模型描述液相湍流，重點考察固體顆粒的時均速度、濃度分布以及雷諾應力的變化，并與實驗結果進行對比。
除了歐拉多流體模型之外，部分學者還采用 Euler - Lagrange 法模擬氣-液-固三相體系內的流動。
展開 汽機專業 | 汽輪機保效技術研究及應用
2.1 防固體顆粒侵蝕（SPE）措施
國內外研究表明，固體顆粒侵蝕一般發生在鍋爐啟動或長期低負荷運行情況下。特別在鍋爐啟動時，過熱器管道由于受到熱沖擊，引起管子汽側氧化鐵剝離從而形成固體顆粒。東汽在防止固體顆粒沖蝕方面，通過合理選擇高溫部件材料、優化相關部件設計、采用相應的加工工藝等有效的措施，已投運機組大修開缸檢查時，基本上未發生明顯的固體顆粒侵蝕現象。
2.1.1 汽機結構優化措施
為了防止固體顆粒對機組的沖蝕，在機組部件結構優化方便采取了如下措施：
2.1.1.1 高壓第1級采用斜面噴嘴型線（SPE 葉型）技術，應用大節距、少葉片只數噴嘴設計，有效防止固體顆粒沖蝕（見圖1、圖2）。
圖1 普通噴嘴及斜面型線噴嘴示意圖
圖2 調節級動葉實物圖
2.1.1.2 優化中壓第一級動靜葉設計間隙
設計合理的動靜葉軸向間隙，可使動葉反射的固體顆粒不能打在靜葉背弧上，徹底切斷多重反射的途徑。GE、日立等公司均進行了軸向間隙與顆粒沖擊力關系的試驗研究。其結果表明：在常規間隙的基礎上，動靜葉軸向間隙增大1 mm，沖擊力可降低65%；增大2 mm，沖擊力可降低90%。因此，優化機組動靜設計間隙，可有效防止固體顆粒侵蝕，實現再熱第1級的無老化設計，提高持久效率（見圖3）。
圖3 改進前及改進后固體顆粒軌跡
2.1.1.3 主汽閥濾網采用新型永久性濾網
新型永久性濾網能夠有效防止大顆粒固粒進入通流部分，避免大固體顆粒對通流部分靜葉和動葉的侵蝕破壞，保持通流持久高效（見圖4）。
圖4 新型永久性濾網
2.1.2 機組材料優化
對于高壓第一級和再熱第一級，除過優化高溫部件結構外，還合理的選取高溫部件材料，并采用相應的加工工藝等有效措施來防止固體顆粒沖蝕。
展開 液壓系統油液污染度等級標準及污染控制（轉自液壓那些事）
1.污染度
污染度是指單位容積油液中固體顆粒污染物的含量，即油液中所含固體顆粒污染物的濃度。液壓系統工作介質污染的程度可用污染度定量的表示。
2.液壓系統油液的污染度等級標準
①.ISO4406污染度等級標準
該標準為《液壓傳動—油液—固體顆粒污染等級代號法》，是采用兩個數碼代表油液的污染度等級，前面的數碼代表1ml油液中尺寸大于5μm的顆粒數等級，后面的數碼代表1ml油中尺寸大于15μm的顆粒數等級，兩個數碼之間用一斜線分隔。
②.GB/T14039污染度等級標準
GB/T14039-2002是我國制訂的《液壓傳動液壓傳動—油液—固體顆粒污染等級代號法》，該標準等效采用ISO4406標準。作為液壓油液的清潔度標準。
③.NAS1638污染度等級標準
該標準以顆粒濃度為基礎，按照100ml油液中在給定的5個顆粒尺寸區間內的最大允許顆粒數劃分為14個污染度等級。最清潔的等級為00級，污染度最高的為12級。
3.污染度的測定方法
①直觀檢測法；
②比色法；
③質量法；
④污染指數法（法淤積指數法）；
⑤顆粒計數法。
4.液壓系統的污染控制
液壓系統的污染一是工作介質本身的變質產生粘度變化和酸值變化，二是外界污物混入工作介質內。
5.液壓系統污染的途徑
①原來潛伏；
②外部侵入；
③內部生成。
6.液壓系統污染的類型
①固體顆粒的污染
固體顆粒污染物主要有切屑、鑄造沙粒、焊渣、灰塵、毛刺等。
②氣體的污染
氣體污染物主要有從大氣混入系統的空氣和從油液中分離出來的氣體。
③液體的污染
液體污染物主要有水分、清洗液（油）或者其他種類的液壓工作介質。
④工作油液氧化
工作油液氧化產生的有害化學物質會加速油液變質。
展開 土的物理性質指標
2、三相草圖
三相草圖的左側為質量，分別表示土中空氣水和固體顆粒的質量。右側為體積，分別表示土體中空氣水和固體顆粒的體積。土體中孔隙部分的總體積Vv，是氣體和液體的體積之和。
3、三個基本物理性質指標
1）土粒比重ds（相對密度）=土體中固體顆粒質量/同體積4℃純水質量
4℃純水的密度為1g/cm3，因此土粒比重在數值上等于土粒密度，但無量綱。
土粒比重在本質上區別于礦物成分，因此對于同一種類的土，與礦物成分類似，比重變化幅度小，在2.6-2.8之間。對于某些特殊土，如有機質土比重為2.4-2.5，泥炭土多在1.5-1.8之間。
2）土的含水量w = 土中水的質量與土粒質量之比
一般來說，同一類土，含水量增大時，其強度就降低。土的含水量為土體中液相與固相質量之比，而不是與總質量之比。
用烘干法確定。先稱小塊原狀土樣的濕土質量，置于烘箱100-105烘至恒重，再稱干土質量。（濕土質量-干土質量）/干土質量X100%，即為土的含水量。
3）土的密度ρ
土的密度ρ用環刀法測定。
4、其他常用指標
表示密度的指標：
1）土的干密度ρd=固體顆粒質量ms/v. 工程上把干密度作為評定土體緊密程度的標準，以控制填土工程的施工質量。
2）土的飽和密度ρsat
3）土的有效密度ρ’
單位體積土中土粒的質量扣除同體積水的質量后的質量，即為單位土體積中土粒的有效質量。
計算土體應力時，用到土的重力密度，簡稱重度。
表示孔隙含量的指標：
1）土的孔隙比e
孔隙比e為土中孔隙體積Vv與土的固體顆粒體積Vs之比。可用來評價天然土層的密實程度。e<0.6土是密實的低壓縮性土；e>1.0土是疏松的高壓縮性土。
2）土的孔隙率n
是土中孔隙所占體積與總體積之比。
展開 預測渦輪機械沖蝕率
■ 由于可以減小主流道中夾帶的固體顆粒對葉輪機的侵蝕破壞程度，可以顯著延長葉輪機械的使用壽命。
*本文版權歸上海安世亞太所有，如需轉載，請與我們聯系。
如果你覺得這篇文章對你有用，點個贊吧！
流化床反應器內部結構、特點和應用全都告訴你
②無固體物料連續進料和出料裝置，用于固體顆粒性狀在相當長時間（如半年或一年）內，不發生明顯變化的反應過程?！ ? 床層殼體
作用是裝載固體顆粒和保證流態化在所規定的范圍內進行，這是最基本的作用。
內部裝置
氣體再分布器和內部構件，他們的作用是主要改善流化床的流化態。
（1）氣體分布器
具有支承催化劑，均布氣體，氣體整流，穩定操作，強化傳熱傳質等作用。
（2）內部構件
作用在于破碎并限制氣泡長大，減少氣固體返混，改變氣體固體顆粒在床中的停留時間分布等。
其主要形式有管束（垂直管束和水平管束）和擋板（多孔擋板、導向擋板和檔網等）。
展開 氧氣傳感器在離心機中氧氣濃度檢測的應用
離心機是利用離心力，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開，或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開（例如從牛奶中分離出奶油）；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。
離心機作為生產設備，在醫藥、農藥行業得到了廣泛應用。由于這些行業所應用的場合、工藝、介質的特殊性，投料多為易燃易爆物料，在離心機運行中，極易起火、爆炸，需要對內腔氧含量進行控制，防止危險發生。
離心機發生燃燒爆炸要同時具備三個條件：
1、可燃性物料；
2、氧氣；
3、著火點；
而所謂的防爆炸，其本質上就是對以上三個因素的控制。一套長期穩定運行的離心機氧含量分析儀極為重要。因離心機物料各不相同，所以需要特殊定制預處理系統。
離心機被廣泛在制藥、化工等行業中。雖然離心機的發展勢頭迅猛，但其安全問題也不容忽視。離心機是利用其高速旋轉產生離心力的原理可將不同浮力密度的物質分離。正是由于強大的離心力，很容易在旋轉的過程中產生摩擦靜電火花，從而發生爆炸事故。正因如此，越來越多的生產企業在使用離心機時，常常會應用到離心機氧含量在線監測。
離心機氧含量在線監測的使用原理是通過將離心機內的一定氣體抽取到到氧氣分析儀中來實時在線監測離心機內的氧氣濃度。而對于氧含量，可以根據自身工況，進行相關濃度報警值的設置。當離心機內的氧含量達到報警值時，分析儀會發出報警提醒相關人員。相比于傳統的惰性氣體置換法，通過離心機氧含量在線監測更為科學、準確。
離心機就是利用離心力使得需要分離的不同物料得到加速分離的機器。
展開 
激波作用下顆粒層動態演化的雙流體模擬
摘要：基于計算流體力學開源軟件OpenFOAM的雙流體模型及相應求解器，模擬研究了激波作用下顆粒層的動態演化特性，并通過與文獻報道的實驗結果對比，評估了數值模擬結果的定量準確性。對比發現模擬得到顆粒層上下游壓力變化以及顆粒層自由面位置的時間演化都能與實驗結果定量吻合。該研究結果為下一步基于OpenFOAM軟件開展沖擊作用下顆粒拋灑特性的數值模擬奠定了基礎。
關鍵詞：沖擊波；雙流體模型；CFD
在高能炸藥裝置中添加金屬顆粒以改進或控制其毀傷性能是相關領域的研究熱點之一[1-2]。當爆炸發生后，金屬顆粒在高壓爆炸氣相產物的沖擊夾帶下高速拋灑，并與爆炸產物和氧氣發生化學反應釋放熱量，以實現對目標物的毀傷。已有研究表明，沖擊波作用下固體顆粒的拋灑并不是均勻的，而是首先在固體顆粒物料層表面形成射流，在爆炸氣相產物的作用下射流不斷向外拋灑顆粒，最終形成遠場顆粒云。因此，爆炸初期固體顆粒物料層表面顆粒射流的形成及發展得到了學者的極大關注。
實驗上，爆炸初期固體顆粒的射流問題一般是通過高速成像技術結合粒子回收的方式加以研究，高速成像能夠得到爆炸火球外緣顆粒射流狀態，而粒子回收能夠得到顆粒的拋灑距離。張傳山等[3]試驗采用球形TNT為中心爆源，發現球形玻璃珠構成的顆粒和球殼中發生破碎的顆粒體積分數隨當量比的增加呈現指數的衰減規律。蔣治海等[4]對炸藥爆炸驅動不同壁厚拋撒裝置的殼體變形、裂紋產生液體射流形成及其發展過程進行了試驗研究，他們利用掃描電鏡對破片斷面進行分析發現破片的形成主要由剪切斷裂造成。薛琨等[5-6]通過高速分幅照相技術研究了不同硅油含量的石英砂殼層在爆炸沖擊作用下的動態拋灑過程，探究了顆粒射流的形成條件和結構特征，發現硅油含量對于固體顆粒射流的形成和發展有著重要的影響。
受檢測手段以及實驗本身安全性的限制，爆炸灑實驗所能測得的信息有限。
展開 液壓油被污染在五金沖壓加工中的危害性有哪些
液壓油被污染指的是液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠狀生成物等雜質，液壓油污染對液壓系統造成的主要危害如下：
1.固體顆粒和膠狀生成物堵塞過濾器，使液壓泵運轉困難，產生躁聲；堵塞閥類元件小孔或縫隙，使閥動失靈。
2.微小固體顆粒會加速零件磨損，使用元件不能正常工作；同時，也會擦傷密封件，使用泄漏增加。
3.水分和空氣的混入會降低液壓油的潤滑能力，并使其氧化，產生所蝕，使元件加速損壞；使液壓系統出現振動、爬行等現象。
為了防止液壓油被污染，沖壓件加工廠家必須針對一切可能的污染源采取必要的控制措施。
本內容由滄州惠豐汽車配件有限公司提供
公司網址：http://www.jlhengjie.com/
展開 化工生產氧化過程中氧氣含量的測量
流化床反應器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態，并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。流化床氧化往往依靠富氧空氣進行操作，由于其含氮量高，化工生產氧化過程中氧氣含量的測量及氧分析儀的選擇便為固體顆粒提供了有效的流化氣體流。
工采網的一款All氧氣傳感器，微量氧氣燃料電池，GPR-12-333這種先進的電流型氧傳感器在嚴格的應用程序下提供優良的穩定性和準確性。所有傳感器都經過極其廣泛的穩定性測試。分析工業公司提供的氧氣傳感器。
泵設備機械密封漏液的原因及解決辦法
故障二：真空固體顆粒雜質引起的機械密封滲漏
產生原因：固體顆粒進入密封端面, 會劃傷或加快密封端面的磨損,水垢和油污在軸(套) 表面的堆積速度超過摩擦副的磨損速度, 致使動環不能補償磨耗位移, 硬對硬摩擦副的運轉壽命要比硬對石墨摩擦副的長, 因為固體顆粒會嵌入石墨密封環的密封面內。
解決方法：在固體顆粒容易進入的位置應選用碳化鎢對碳化鎢摩擦副的機械密封。
三. 因其他問題引起的機械密封滲漏
機械密封中還存在設計、選擇、安裝等不夠合理的地方。
(1) 彈簧壓縮量一定要按規定進行, 不允許有過大或過小的現象, 誤差±2mm , 壓縮量過大增加端面比壓, 摩擦熱量過多, 造成密封面熱變形和加速端面磨損, 壓縮量過小動靜環端面比壓不足, 則不能密封。
(2) 安裝動環密封圈的軸(或軸套) 端面及安裝靜環密封圈的密封壓蓋(或殼體) 的端面應倒角并修光,以免裝配時碰傷動靜環密封圈。
機械密封本身是一種要求較高的精密部件, 對設計、機械加工、裝配質量都有很高的要求。在使用機械密封時, 應分析使用機械密封的各種因素, 使機械密封適用于各種泵的技術要求和使用介質要求且有充分的潤滑條件, 這樣才能保證密封長期可靠地運轉。
展開 