濃度對水煤漿壁面滑移和流變特性的影響

第28卷第20期中國電機工程學(xué)報Vol.28No.20Jul.15,200848200年7月15日 Proceedings of the CsEE""2 08 Chin. Soc. for Elec E"文章編號:02588013(2008)20004807中圖分類(lèi)號:0373文獻標識碼:A學(xué)科分類(lèi)號:47010濃度對水煤漿壁面滑移和流變特性的影響陳良勇,段鈺鋒,趙國華,劉猛(東南大學(xué)熱能工程研究所,江蘇省南京市210096)Effects of Concentration on Wall Slip Behavior and RheologicalCharacteristics of Coal Water SlurryCHEN Liang-yong, DUAN Yu-feng, ZHAO Guo-hua, LIU Meng( Institute of Thermal Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China)ABSTRACT: Experimental researches were carried out on a切應力時(shí)才產(chǎn)生壁面滑移現象;臨界剪切應力和屈服應力隨pilot-scale slumy transportation apparatus to investigate effects濃度增加有相同的變化趨勢,2者相對大小不同,導致滑移of volume concentration on slip flow of coal water slurry貢獻率隨壁面剪切應力的變化呈現2種相反的趨勢濃度越(CWS) in pipes with different diameters of25,32,40and高,真實(shí)剪切粘度越大,非牛頓流體特性越顯著(zhù)50 mm. a procedure combining traditional Mooney method for關(guān)鍵詞:水煤漿;流變特性;壁面滑移;正則化wall slip correction with numerical technique based onTikhonov regularization was applied to determine true rheology 0 3IEof CwS and wall slip behavior. The results suggested that slip水煤漿在煤的燃燒、氣化和液化等潔凈煤技術(shù)velocity increases with increasing concentration in the low領(lǐng)域有著(zhù)廣泛的應用2,水煤漿管道輸送技術(shù)則是range of concentration. While in the range of high這類(lèi)總體技術(shù)的重要組成部分。水煤漿為高濃度液concentration, slip velocity decreases with increasing固兩相流體,流動(dòng)特性和流變特性復雜多變,尤其concentration. Critical wall shear stresses were observed是流動(dòng)過(guò)程中的壁面滑移現象對流變特性的測量beyond which slip phenomenon occurs. With the increasing o和管道阻力的準確預測造成很大困難。因此,確定concentration there are similar trends in variations of criticalwall shear stress and yield stress. Depending on difference壁面滑移特性和真實(shí)流變特性是準確預測水煤漿between the value of yield stress and that of critical wall shear流動(dòng)阻力特性的先決條件。水煤漿的壁面滑移現象sres. slippage contributions exhibit opposite trends with通常是由于壁面剪切作用導致壁面上顆粒向管中increasing wall shear stress. The true shear viscosity and心遷移或靜態(tài)壁面損耗作用,在壁面上形成一層低non-Newtonian behavior increase when concentration is粘度的“液體層”,在“液體層”的潤滑作用下,漿體與壁面間產(chǎn)生相對運動(dòng)4國內有學(xué)者對水煤KEY WORDS: coal water slurry; rheological propert;wal漿的壁面滑移進(jìn)行了研究,但主要集中在現象的slip; regularization研究上。本研究在中試規模的水煤漿輸送裝置上進(jìn)摘要:在中試規模水煤漿輸送試驗裝置上,采用直徑25、行流量壓力降試驗,通過(guò)改變管徑和水煤漿濃度32、4和50mm的直管系統地考察了濃度對水煤漿壁面滑研究濃度對水煤漿壁面滑移特性和流變特性的影移流動(dòng)特性的影響聯(lián)合采用經(jīng)典Mmry滑移修正方法和響。液固兩相流體壁面滑移特性通常采用經(jīng)典Tikhonov正則化數值計算方法,確定了水煤漿的真實(shí)流變 Mooney滑移修正方法米確定,所得結果準確性在特性和壁面滑移特性。結果表明,在低濃度區,滑移速度隨很大程度上依賴(lài)于測量管徑的數目和試驗條件;另濃度增加而增加;在高濃度區滑移速度隨濃度增加而降低。外,采用經(jīng)典 Mooney滑移修正方法的過(guò)程中會(huì )引管內流動(dòng)存在臨界剪切應力只有壁面剪切應力高于臨界剪入新的誤差,某些情況下得到壁面滑移速度大于管基金項目:國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展計劃基金項目(2004CB217701),內平均流速的不合理現象。為解決以上問(wèn)題,本文oject Subsidized by the Special Funds for Major State B從假設的滑移流動(dòng)方程出發(fā),利用經(jīng)典Mooney滑esearch Projects of China(2004CB2177o1)移修正方法的模型檢驗功能和 Tikhonov正則化計20期陳良勇等:濃度對水煤漿壁面滑移和流變特性的影響算方法8的可靠性,確定水煤漿的真實(shí)流變特性和壁面滑移特性,并詳細研究濃度對水煤漿的壁面滑移特性和真實(shí)流變特性的影響1試驗系統及方法1.1試驗系統及裝置水煤漿輸送及測量裝置如圖1所示,主要包括攪拌裝置、漿料罐、螺桿泵、循環(huán)回路和數據測量采集系統。試驗過(guò)程中,料罐中水煤漿始終保持攪圖2煤粉粒度分拌,由螺桿泵送入循環(huán)回路,經(jīng)試驗管段和電磁流Fig. 2 Size distribution of the coal particles量計后送冋煤漿罐循環(huán)使用。流量改變通過(guò)調節螺度下均保持添加劑質(zhì)量/煤粉質(zhì)量在6‰。桿泵的轉速實(shí)現,試驗中最大流量為16m3/。試驗2滑移特性和真實(shí)流變特性確定方法測量段為普通鋼管,采用直徑分別為25,32,40和50mm。試驗管段上壓力降和流量分別用隔膜差設水煤漿在圓管內穩定層流狀態(tài)下具有如圖3壓計和電磁流量計測量,測量精度為±%,兩種信所示的流動(dòng)結構,即流動(dòng)由滑移層和核心流兩部分號均送入數字采集系統。在循環(huán)回路的上部水平段構成?；茖拥恼扯冗h小于核心流漿體的粘度,其設有冷卻裝置,試驗過(guò)程中通過(guò)調節冷卻水量來(lái)調厚度通常為幾微米到幾十微米,與管徑相比極節和穩定漿料罐內水煤漿溫度,漿體溫度始終保持小在壁剪切應力的作用下,滑移層內存在很大速在(201)℃。為保證數據的可靠性,每一工況重復度梯度,于是在管道壁面上表現出宏觀(guān)的滑移流測量2~3次:當水煤漿濃度改變后,對電磁流量計動(dòng),滑移速度定義為壁面上核心流漿體速度與管道和差壓計進(jìn)行校準壁面速度的差值。管內水煤漿在任意一點(diǎn)N的速度為壁面滑移速度和該點(diǎn)的剪切速度之和,即:(1)式中:u、4、k分別為漿體速度,壁面滑移速度和剪切速度流動(dòng)方向滑移層核心流一煤漿儲罐:2一攪拌機:3螺桿泵;4測量段;5一換熱面6隔膜法蘭;7一差壓變送器:8電磁流量計;9電阻溫度計0-AD轉換器:1一計算機:12-隔膜壓力表圖1水煤漿輸送實(shí)驗裝置Fig. 1 Schematic diagram of experimental setup圖3水煤漿管內滑移流動(dòng)結構12試驗物料Fig, 3 Slip-flow structure of coal water slurry試驗以神華煤制成的氣化用水煤漿作為研究由方程(1)在管道斷面上積分得到滑移流動(dòng)方對象,煤粉呈雙峰分布,平均粒徑1345μm,粒徑程分布如圖2所示,真密度1465gm3,最大填充份額572%。試驗在體積濃度41.7%~55.%范圍內的6個(gè)濃度下進(jìn)行了測量。所用水煤漿均由煤粉、自式中:V為管內平均流速:D為管徑;為壁面剪來(lái)水和添加劑由南京大學(xué)國家水煤漿工程技術(shù)研切應力:內剪切應力;為屈服應力;(辦、4(可)究中心添加劑研究所提供屬陰離子型表面活性劑)為要求解的剪切速率函數和滑移速度函數。此外,在煤漿儲罐中按照一定重量比混合并經(jīng)過(guò)充分攪還要求解屈服應力和臨界剪切應力,且解應滿(mǎn)足:拌制成。當濃度改變時(shí),均采用新制備的水煤漿。為減少添加劑因素的影響,制備的水煤漿在所有濃slip(Fwc-0(4)中國電機工程學(xué)報第28卷式中,為臨界剪切應力,即管道壁面上出現滑移在給定的壁面剪切應力下,隨管徑的減小,8VD現象的最小壁面剪切應力。方程(2)中有2個(gè)未知函值增大。這種現象正是壁面滑移所引起的附加流數和2個(gè)未知數,存在多種可能的解,由多個(gè)管徑動(dòng)程度不同造成,各曲線(xiàn)間分離越大,壁面滑移下測量得到的流動(dòng)數據來(lái)確定n和(),就成流動(dòng)越顯著(zhù),而且8VD曲線(xiàn)的相互分離程度明為一個(gè)不確定問(wèn)題的求解過(guò)程, Tikhonov正則化方顯地隨濃度變化。法已證明是解決這類(lèi)不確定問(wèn)題的有效方法。本32濃度對滑移速度的影響文采用文獻[8提出的 Tikhonov正則化方法(原文獻試驗和計算結果表明,滑移速度隨壁面剪切的[8]有誤,相關(guān)修正見(jiàn)附錄A)確定水煤漿的壁面滑變化可以用通用關(guān)系式(5表示:移特性和真實(shí)流變特性,與經(jīng)典 Mooney滑移修正方法相比, Tikhonov正則化方法有如下優(yōu)點(diǎn)91:式中:a、b為模型參數,當b=1時(shí),么隨玩線(xiàn)性增①無(wú)需預先給出i()和x的函數形式;②有效加,當=0時(shí),和玩間呈冪率關(guān)系。表1中列過(guò)慮試驗數據中噪音,給出可靠結果;③能方便的出了滑移速度對壁面剪切應力的擬合關(guān)系式,圖采用計算機程序求解,同時(shí)給出a()和x的數給出了k隨和體積濃度的變化規律?？梢钥闯?值解,可直接用于流動(dòng)問(wèn)題的數值求解;④數據處濃度對水煤漿壁面滑移速度的影響非常顯著(zhù)。濃度理過(guò)程中能最大限度地利用試驗數據,不會(huì )引入新從41.7%增加49,5%時(shí),u隨濃度顯著(zhù)增加;隨的誤差等。z線(xiàn)性增加,而且在很小的壁面剪切應力下就產(chǎn)生由于 Tikhonov正則化方法無(wú)法對滑移流動(dòng)方滑移流動(dòng)。濃度超過(guò)51.7%后,4隨濃度的增加而程()進(jìn)行檢驗,因此在計算前,必須先用 Mooney迅速減小,要達到相同的滑移速度,濃度越高時(shí)所滑移修正方法對方程()的適用性進(jìn)行檢驗。采用經(jīng)施加的壁面剪切應力就越大:存在較大的臨界剪切典 Mooney繪圖方法表明,滑移速度僅與壁面剪切應力,只有壁面剪切應力高于臨界剪切應力后,才應力有關(guān),所以方程(2)同樣可用 Tikhon正則化產(chǎn)生滑移流動(dòng):ks隨x呈現加速增加的趨勢,在方法求解。本文中if(玩)和x的解均采用超過(guò)臨界剪切應力的附近區域內表現更加顯著(zhù)。tikhonⅴ正則化方法編制程序求得:其中,屈服應從表1看出,濃度在417%495%變化時(shí),方力采用迭代方法求解,求解方法見(jiàn)文獻⑨。最后,程(5中的指數b=1,系數a則隨濃度的增加而顯著(zhù)數值解的結果回代到方程(2)進(jìn)行檢驗。增加。在這一濃度區域,厶隨孤變化規律同文獻[6]3結果與討論表1水煤漿的壁面滑移特性和真實(shí)流變特性Tab 1 Wall sHip behavior and true rheological3.1滑移現象characteristics of coal water slurries為便于分析和計算,流量壓力降數據需先簡(jiǎn)體積濃屈服臨界剪切真實(shí)流變化為8VD曲線(xiàn)。此處僅給出濃度為551%的水度應力P應加P滑移速度特性r煤漿在不同管徑下的測量結果,如圖4所示。測000219量結果表明,水煤漿管內流動(dòng)存在明顯的壁面滑495241340.00(x-134)2440.3060移現象,即不同管徑下的x-8WD曲線(xiàn)相互分離,57%5175006(4-15y2950907y5381562277000101(-227)2156+1298y3420001073412)}9296+0.0424y28M538%visom0300600900120015圖4管徑對55.1%水煤漿流動(dòng)特性的影響ig. 4 Effects of pipe diameter on flow behavior of圖5濃度對壁面滑移速度的影響yater slurry at concentration of 55. 1%Fig. 5 Effects of concentration on slip velocity第20期陳良勇等:濃度對水煤漿壁面滑移和流變特性的影響和14]的研究結果類(lèi)似,盡管所研究的對象和管道壁面特性等因素差別較大,但a具有相同的量級濃度超過(guò)517%時(shí),a卻隨濃度升高略有降低,指數b則隨濃度升高而升高;b的增加表明,盡管濃度增加使滑移速度降低,但壁面剪切應力對滑移速度的影響卻在上升。從以上分析可以看出,滑移特性的差異將整個(gè)濃度測量范圍劃分為兩個(gè)區域,這主要是因為滑移層形成機理存在差別。在41.7%~495%的低濃度范圖6濃度對與τ的影響圍內,滑移層主要通過(guò)靜態(tài)壁面損耗作用形成,離Fig 6 Efects of concentration on t and Twe散的大煤粉顆粒無(wú)法完全填充到壁面附近的區域,小當濃度從495%增加到51%,和的值從而在壁面十形成了低粘度滑移層。此時(shí),滑移層迅速增加到3412和26Pa,且玩m值高于值在零或很小的壁面剪切應力下也會(huì )存在,正是由于以濃度50%左右為轉折點(diǎn),可和在低濃度它的潤滑作用,核心區漿體在很小的壁面剪切應力區和高濃度區的量級和變化趨勢存在顯著(zhù)差別。這作用下就開(kāi)始滑移流動(dòng)。由于壁面剪切應力限制于表明,在濃度50%左右時(shí),煤粉濃度的進(jìn)一步增加較低范圍內,尚不足以引起壁面附近的顆粒向管中使漿體的流動(dòng)特性發(fā)生了巨大轉變,而且這種轉變心方向運動(dòng),滑移層厚度基本不隨壁面剪切應力變也引起了漿體和壁面間作用力的顯著(zhù)變化。如上文化,所以k隨玩呈線(xiàn)性增加。當濃度高于51.7%時(shí),所述,在低濃度區,滑移層在很低的壁面剪切應力滑移層的形成更多地受到壁面顆粒遷移的影響。壁下就可以形成,在滑移層的潤滑作用下漿體呈現出面剪切應力較低時(shí),在濃度差的作用下煤粉顆粒對0或很小的z值;由于滑移層的粘度遠比核心區壁面施加一定的作用力,形成的液體層厚度不足以低,所以x總小于可在高濃度區,顆粒與顆粒間覆蓋粗糙表面,顆粒和管道壁面之間會(huì )產(chǎn)生摩擦力作用力的迅速增加導致漿體的屈服應力顯著(zhù)增加且隨濃度的增大而增大,此時(shí)不會(huì )產(chǎn)生滑移現象只有當管道壁面附近的漿體內部產(chǎn)生足夠大的剪當超過(guò)漿體的屈服應力后,壁面附近的漿體開(kāi)始切速率梯度,壁面上的顆粒才能脫離壁面向管中心產(chǎn)生剪切變形,隨著(zhù)壁面剪切應力超過(guò)τ,壁面附遷移,因此,κ值總比丐值大,并隨z增加而增加。近的部分煤粉顆粒開(kāi)始克服濃度差產(chǎn)生的滲透壓由以上分析看出,濃度變化使呱和可相對大力向管中心遷移,從而在壁面上形成滑移層316,小不同,導致水煤漿在低壁面剪切應力下的流動(dòng)漿體在滑移層的潤滑作用下向前流動(dòng)。顯然,煤粉方式產(chǎn)生差異。在低濃度區,w<可在壁面剪切濃度越高,臨界剪切應力就越大,產(chǎn)生相同的滑移應力小于屈服應力的范圍內,漿體以柱塞流的形速度所需的壁面剪切應力也就越大。在超過(guò)臨界剪式流動(dòng);只有壁面剪切應力超過(guò)屈服應力后,核切應力的較大范圍內,管道壁面附近的煤粉顆粒隨心流漿體出現剪切變形,此后漿體流動(dòng)才由剪切壁面剪切應力增大進(jìn)一步減少,滑移層厚度相應地流動(dòng)和滑移流動(dòng)共同控制。在高濃度區,<玩e增加,κ隨τ呈現加速增加的趨勢。壁面剪切應力在和τw之間時(shí),流動(dòng)為純剪切流;本試驗還對濃度低于417%的兩種濃度水煤漿壁面剪切應力超過(guò)臨界剪切應力后,漿體的流動(dòng)的流動(dòng)特性進(jìn)行了測量,除去測量和計算誤差的影才由剪切流動(dòng)和滑移流動(dòng)共同控制。從試驗結果響,各個(gè)管徑下τ8D曲線(xiàn)基本重合,表明管內看,濃度較高時(shí),由于屈服應力迅速增大,在壁流動(dòng)不存在壁面滑移現象。雖然試驗結果并不能明面剪切應力超過(guò)屈服應力后很寬的范圍內為純剪確地指出濃度低于何值時(shí)滑移現象消失,但濃度較切流動(dòng),此時(shí)輸送阻力很大。因而,減小高濃度低時(shí),滑移現象的確不存在5189下的屈服應力和臨界剪切應力值對減小輸送阻力3.3濃度對臨界剪切應力和屈服應力的影響具有重要的意義,在實(shí)際輸送中可通過(guò)適當提高圖6給出了試驗水煤漿的屈服應力和臨界剪切水煤漿溫度等措施來(lái)實(shí)現應力隨濃度的變化規律。濃度從41.7%增加到495%3.4濃度對流變特性的影響的較寬范圍內,κ和可值從零緩慢增加到13.4和表1中給出了水煤漿的真實(shí)流變特性,即剪切24Pa,兩者的大小始終非常接近,只是τv值比值應力和真實(shí)剪切速率之間的關(guān)系,擬合式中屈服應中國電機工程學(xué)報第28卷力值為 Tikhonov正則化方法最后迭代結果,擬合相圖7、圖8同時(shí)給出了495%和55.1%2種濃關(guān)度均在0985以上。圖7、圖8分別給出了6種度下的表觀(guān)流變特性曲線(xiàn)和表觀(guān)粘度曲線(xiàn),采用管濃度水煤漿的剪切應力和剪切粘度隨真實(shí)剪切速徑25mm的測量數據并按照無(wú)滑移條件計算得到。率的變化趨勢,其中剪切粘度由(6)式計算得到:與真實(shí)流變特性相比,水煤漿管內流動(dòng)的壁面滑移7=r/y()效應不能忽略:首先,在給定壁面剪切應力下,漿式中:m為剪切粘度;y真實(shí)剪切速率。隨濃度的體的表觀(guān)變形率要遠大于真實(shí)變形率,真實(shí)粘度也增加,水煤漿的剪切粘度增加。濃度從41.7%增加遠比表觀(guān)粘度大,而且濃度越髙,這種差別也就越到49.5%時(shí),雖然濃度增加幅度相對較大,但剪切大。其次,若采用表觀(guān)值來(lái)描述漿體的流變特性將粘度增加不大;當濃度從495%增加到55.9%時(shí),發(fā)生很大偏差,如在濃度551%時(shí),采用管徑25mm剪切粘度急劇增加。隨濃度的增加,水煤漿表現出的測量數據計算得出漿體表觀(guān)流變特性可用賓漢越顯著(zhù)的非牛頓流體特性,在先后經(jīng)歷了牛頓流模型來(lái)描述,真實(shí)流變特性則需要用屈服一冪率模體、賓漢流體和屈服一冪率流體后濃度達到51%型來(lái)描述,而且流變特性指數遠大于1。時(shí),水煤漿在高剪切速率下表現出脹流體特性。從3.5濃度對滑移貢獻率的影響圖8看出,當濃度高于49.5%時(shí),漿體在低剪切速通常,采用滑移貢獻率來(lái)表示滑移對管內流動(dòng)率下經(jīng)歷顯著(zhù)的剪切變稀特性后,粘度基本不再隨的影響,滑移貢獻率表示為剪切速率變化,表現出一定的牛頓流體特性。這表Qu明,漿體在受到剪切作用后,固相顆粒的排列迅速2m Vm由雜亂狀態(tài)向有序狀態(tài)過(guò)渡,部分小顆粒填充到大式中:E為滑移貢獻率,下標m表示為試驗測量值;顆粒堆砌產(chǎn)生的空間中,從而形成密實(shí)的堆積結Q為由滑移提供的流量;Qn為管內流量的測量值;構,并在高剪切速率下保持穩定V為管內平均流速的測量值。圖9給出了不同濃度下滑移頁(yè)獻率隨壁面剪切應力的變化規律。在低壁面剪切應力下,滑移貢獻率主要取決于臨界剪切應力和屈服應力的相對大小,在高壁面應力下主要取決于壁面滑移速度和水煤漿的真實(shí)剪切粘度。濃度在41.7%-49.5%時(shí),由于τw<可,在低壁面剪切應力下,Em隨壁面剪切應力的增加而迅速減小:濃度在517%51%時(shí),由0400800120016002000剪切速度s于w>可,在壁面剪切應力小于臨界剪切應力時(shí)T真實(shí)值:A一按照無(wú)滑移條件計算得到的表觀(guān)值為零,當壁面剪切應力高于臨界剪切應力時(shí),C迅圖7濃度對水煤漿流變特性的影響速上升。在以上2個(gè)濃度區域,E都隨濃度的增加Fig 7 Efects of volume concentration on而增加,并在高壁面剪切應力下達到穩定值。由計rheological behavior of coal water slurry算得到的壁面滑移速度和真實(shí)流變特性看出,濃度在41.7%~495%時(shí),C隨濃度的增加主要是由于壁472%T-O-551(A)0▲41712001600剪切速度s02004006008001000T真實(shí)值:A一按照無(wú)滑移條件計算得到的表觀(guān)值圖8濃度對水煤漿剪切粘度的影響離散點(diǎn)一試驗值:連續曲線(xiàn)一理論計算值ig. 8 Efects of concentration on shear圖9濃度對滑移貢獻率的影響viscosity of coal water slurryFig 9 Effects of concentration on slip concentration第20期陳良勇等:濃度對水煤漿壁面滑移和流變特性的影響面上滑移速度增加所致:濃度在517%-51%時(shí),度隨濃度增加而增加,隨壁面剪切應力線(xiàn)性增加;G隨濃度的增加主要是由于核心流的流量迅速減而在高濃度區,滑移速度隨濃度增加而降低,隨壁少所致。因此,滑移貢獻率除與壁面剪切應力有關(guān)面剪切應力增加而加速增加。外,還是臨界剪切應力、屈服應力、壁面滑移速度、(2)臨界剪切應力和屈服應力隨濃度變化具真實(shí)流變特性的函數。通過(guò)試驗獲得壁面滑移特性有相似的趨勢;在低濃度區,2種應力值均較低并和真實(shí)流變特性后,水煤漿的滑移貢獻率可用理論隨濃度緩慢增加,臨界剪切應力略小于屈服應力;式(8)計算在高濃度區,2種應力隨濃度急劇增加,臨界剪切1po, min(T,, reekmax(t,, tw)(8)非牛頓流體特性越顯著(zhù),各個(gè)管徑下的表觀(guān)流變特性與真實(shí)流變特性差別就越顯著(zhù)。式中:E為理論滑移貢獻率;Q為核心流的流量(4)在高、低2個(gè)濃度區域,滑移貢獻率均V為核心流的平均流速。在給定的壁面剪切應力隨濃度的增加而增加,并在高剪切應力下達到穩定下,V隨管徑的增加而增加,所以總隨管徑增大值;基于臨界剪切應力和屈服應力的相對大小不而減小。本文對水煤漿的理論滑移貢獻率進(jìn)行了計同,滑移貢獻率隨壁面剪切應力的變化呈2種相反算并與試驗值進(jìn)行對比,兩者之間的平均誤差在的趨勢。5%10%之間圖9中給出了濃度為495%和551%,參考文獻和理論計算值符合較好。丁寧,張傳名,曹欣玉,等,410h六角切圓鍋爐水煤漿燃燒試3.6計算結果的驗證驗與數值模擬門(mén),中國電機工程學(xué)報,2006,26(11):4146Ding Ning, Zhang Chuanming, Cao Xinyu, et al. Experimental本文對真實(shí)流變特性和滑移特性的計算結果and numerical simulation on combusting CwS in 410um進(jìn)行了驗證,將 Tikhonov正則化方法得到的an() six-comer tangentially firing boiler). Proceedings of the CSE和K的數值解、可及玩e值代入方程(2)計算得到某006, 26(11): 41-46in Chinese)管徑下8WD值,并與試驗值進(jìn)行對比。圖10給[2]周俊虎,匡建平,周志軍,等,黑液水煤漿焦與普通水煤漿焦CO2催化氣化反應特性研究門(mén)],中國電機工程學(xué)報,2006,26(12):出了6種濃度水煤漿在直徑為32mm圓管的x8VD149155曲線(xiàn)的計算值與試驗值,兩者之間的最大平均相對Zhou Junhu, Kuang Jianping, Zhou Zhijun, et al. Research on誤差小于8%。計算值與試驗值良好一致性表明滑移Alkali-catalysed COr-gasification of coal black liquor slurry char and速度和真實(shí)流變特性計算結果是合理準確的。coal water slurry Char[]. Proceedings of the CSEE, 2006, 26(12)149-155(in Chinese)[31 Barmes H A. A review of the slip(wall depletion) of polymersuspensions, emulsions and particle suspensions in viscometers: its◆53.8%●55.995,56(3):221-251pressure-driven viscometric flows[]. Joumal of Rheology, 2000,5】孟令杰,孔瓏,章名鱷.水煤漿管內流動(dòng)的相似準數及其阻力特0090012001500Meng Lingjie, Kong Long, Zhang Mingyao. Similitude criterion and離散點(diǎn)一試驗值:連續曲線(xiàn)一理論計算值sistance characteristics圖10濃度對流動(dòng)特性的影響ipeU. Journal of Chemical Industry and Engineering, 1995, 46(3)Fig 10 Efects of concentration on flow behavior298-303(in Chinese)6]肖錫發(fā),王世均.高濃度水煤漿管道輸送滑移減阻試驗研究[門(mén)鋼4結論鐵,1994,294):68-71(1)由于壁面滑移特性和滑移層產(chǎn)生機理存在差別,以體積濃度50%左右為分界點(diǎn),將所測量slippage on pipe line transportation of highly loaded coal-water濃度范圍分為高低兩個(gè)區域;在低濃度區,滑移速 [7 Mooney M. Explicit formulas for slip and fluidity[]. Jounal of中國電第28卷Rheology,931,2(2):20-222[16] Leighton D, Acrivos A. The shear induced migration of particles inYeow Y L, Lee H L, Melvani A R, et al. A new method of processingensions[]. J. Fluid Mechanics, 1987, 181(8)capillary viscometry data in the presence of wall slip[]. Joumal of4154439Rheology,2003,47(2)337-348.[17] Soltani F, Yilmazer U Slip velocity and slip layer thickness in flow of[91 Yeow Y L, NguyenYT, Thuy DV, et al. Processing the capillaryconcentrated suspensions[]. 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Solving the inverse problem of按照Yeow給出的 Tikhonov正則化方法的第二個(gè)條capillary viscometry by Tikhonov regularization].J Non-Newtonian件,即所求解的滑移速度函數和真實(shí)剪切速率函數隨當地剪Fluid Mechanics,l999,87(2-3):103-11614. Chakrabandhu k, Singh K. Rheological properties of coarse food切應力連續平滑變化,原文中的式(14)應為suspensions in tube flow at high temperatures[J]. J. Food Engineerings=(4dΣd'r(1);gsz dr =(MD)(MD)[15] Acikalin S, Yilmazer U. Effect of volume fraction and particle size on此處加入了4R灬項,使方程兩項具有統一的量綱并平wall slip in flow of polymeric suspensions(. Joumal of applied衡兩項的數值大小,Rmn為最小管道的直徑;相應地,方程polymer science, 2005, 98(I)t 439-448(15應為4/R-△r2)-8/R-△z2)4/Rm△r2)4/R△x2)-8R-△z2)4/Ra△r2)4AR△x2)-8(R-△z2)4(R△r)l/△r2-2/△r21△r2l/△z2-2/△r2l/△r2式中△z和△別為壁面剪切應力的增量和當地剪切應力的增量收稿日期:2007-1121陳良勇(1977-),男,博士研究生,主要研究方向為潔凈煤發(fā)電和兩相流,lch059032@163com段鈺鋒(1965—),教授,博士生導師,主要從事煤潔凈利用、燃煤污染物控制及兩相流方面的研陳良勇(賚任編輯王慶霞)