Исследование процесса пневмотранспорта гранул полиэтилена в поворотных коленах трубопровода

Пневмотранспорт гранул полиэтилена широко распространен в химической промышленности благодаря таким достоинствам, как высокая производительность, экологичность, простота монтажа и автоматизация управления процессом. Проведено математическое моделирование течения двухфазного потока (газа и гранул) с применением подходов Эйлера — Эйлера и Эйлера — Лагранжа, а также модели плотной дискретной фазы. Сделаны рекомендации по выбору математической модели и уточнению ее параметров для описания процесса пневмотранспорта гранул полиэтилена. Выполнена верификация математической модели рабочего процесса Эйлера — Эйлера путем сравнения с экспериментальными данными, расхождение не превысило 5 %. С помощью математической модели течения двухфазного потока Эйлера — Эйлера исследовано влияние различных факторов на основные характеристики системы пневмотранспорта гранул полиэтилена.
EDN: WREPEZ, https://elibrary/wrepez

Литература

[1] Pan R., Wypych P.W. Pressure drop and slug velocity in low-velocity pneumatic conveying of bulk solids. Powder Technol., 1997, vol. 94, no. 2, pp. 123–132, doi: https://doi.org/10.1016/S0032-5910(97)03290-7

[2] Mason D.J., Levy A. A model for non-suspension gas-solids flow of fine powders in pipes. Int. J. Multiph. Flow, 2001, vol. 27, no. 3, pp. 415–435, doi: https://doi.org/10.1016/S0301-9322(00)00033-1

[3] Hilton J.E., Cleary P.W. The influence of particle shape on flow modes in pneumatic conveying. Chem. Eng. Sci., 2011, vol. 66, no. 3, pp. 231–240, doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2010.09.034

[4] Lain S., Sommerfeld M. Numerical calculation of pneumatic conveying in horizontal channels and pipes: detailed analysis of conveying behavior. Int. J. Multiph. Flow, 2012, vol. 39, pp. 105–120, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2011.09.006

[5] Hanley K.J., Byrne E.P., Cronin K. Probabilistic analysis of particle impact at a pipe bend in pneumatic conveying. Powder Technol., 2013, vol. 233, pp. 176–185, doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2012.08.018

[6] Villermaux E. The formation of filamentary structures from molten silicates: Pele’s hair, angel hair, and blown clinker. CR Mecanique, 2012, vol. 340, no. 8, pp. 555–564, doi: https://doi.org/10.1016/j.crme.2012.06.003

[7] Mills D. Pneumatic conveying design guide. Butterworth-Heinemann, 2004. 650 p.

[8] Разумов И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих материалов. Москва, Химия, 1972. 238 с.

[9] Левич В.Г., Мясников В.П. Кинетическая теория псевдоожиженного состояния. Химическая промышленность, 1966, № 6, с. 404–408.

[10] Elghobashi S. On predicting particle-laden turbulent flows. Appl. Sci. Res., 1994, vol. 52, no. 4, pp. 309–329, doi: https://doi.org/10.1007/BF00936835

[11] Elgobashi S.E., Abou-Arab T.W. A two-equation turbulence model for two-phase flows. Phys. Fluids, 1983, vol. 26, no. 4, pp. 931–938, doi: https://doi.org/10.1063/1.864243

[12] Han T., Levy A., Kalman H. DEM simulation for attrition of salt during dilute-phase pneumatic conveying. Powder Technol., 2003, vol. 129, no. 1, pp. 92–100, doi: https://doi.org/10.1016/S0032-5910(02)00252-8

[13] Gidaspow D. Multiphase flow and fluidization. Academic Press, 1994. 488 p.

[14] ANSYS FLUENT user’s guide. Software release version 2021R2. 2021.

[15] Gidaspow D., Bezburuah R., Ding J. Hydrodynamics of circulating fluidized beds, kinetic theory approach. 7th Engineering Foundation Conf. on Fluidization, 1992, pp. 75–82.

[16] Syamlal M., Rogers W., O’Brien T.J. MFIX documentation. Theory guide. U.S. Department of Energy, 1993. 52 р.

[17] Ma D., Ahmadi G. A thermodynamical formulation for dispersed multiphase turbulent flows-1,2. Int. J. Multiph. Flow, 1990, vol. 16, no. 2, pp. 323–351, doi: https://doi.org/10.1016/0301-9322(90)90062-N

[18] Ogawa S., Umemura A., Oshima N. On the equation of fully fluidized granular materials. AIChE Journal, 1990, vol. 36, pp. 523–538.

[19] Wen C.-Y., Yu Y.H. Mechanics of fluidization. Chemical Engineering Progress Symposium Series, 1966, vol. 62, pp. 100–111.

[20] Lun C.K.K., Savage S.B., Jeffrey D.J. et al. Kinetic theories for granular flow: inelastic particles in couette flow and slightly inelastic particles in a general flow field. J. Fluid Mech., 1984, vol. 140, pp. 223–256, doi: https://doi.org/10.1017/S0022112084000586

[21] Tripathi N.M., Santo N., Kalman H. et al. Experimental analysis of particle velocity and acceleration in vertical dilute phase pneumatic conveying. Powder Technol., 2018, vol. 330, pp. 239–251, doi: https://doi.org/10.1016/j.powtec.2018.02.017