稠密氣力輸送由于其低能耗、高固氣比、低管道磨損等優點廣泛應用于各種工業領域。由于在以較高固相濃度進行輸送時，顆粒與顆粒間以及顆粒與壁面之間的頻繁相互作用增加了流動的復雜性。目前對高壓稠密相氣力輸送機理和一些相關流動特性的研究還不夠成熟，特別是對輸送流型的演變規律、流型識別機理及流型過渡預測的了解較少。

針對現有描述稠密粉體氣力輸送數學模型存在的不的問題，在理論研究方面采用歐拉和拉格朗日相結合的方法構建描述離散粉體運動的數學模型，使其能夠適應稠密相氣力輸送中固相濃度分布極不均勻現象；在描述固相間內部作用過程中，借助空間網格分為網格內和網格間分別進行描述。通過顆粒特性、顆粒濃度、顆粒速度描述網格內固相作用；通過統計各網格固相信息，借助歐拉方法求取網格間固相濃度梯度和速度梯度所引起的剪切作用，以使數學模型更為接近實際。

為了驗證模型的準確性，通過建立可視化密相氣力輸送實驗裝置獲取了不同輸送條件下的輸送流型及轉變規律；通過建立可視化料倉實驗裝置，對同種粉體卸料流型進行拍攝分析；通過料倉內不同分層粉體卸料過程的混合實驗得到了混合曲線，通過實驗結果與模擬結果的定性比較與定量分析，兩者取得了較好的一致性，證明所提出的新型數學模型的有效性和準確性。

當增加表觀氣速或減小輸送固氣比或減小輸送粒徑或增加輸送壓力時，水平管內的輸送流型發生從栓塞流到沙丘流再到沉積層流的轉變。當栓塞流經水平管道時，從栓塞前部到栓塞尾部的壓力損失逐漸增加，當栓塞尾部的顆粒不再充滿輸送管道時，壓力損失出現驟降，此外,栓塞尾部顆粒移動速度高于栓塞前部的顆粒移動速度，且栓塞尾部固相濃度高于栓塞前部；當輸送管內出現沙丘流流型時，沿著沙丘前部到尾部的壓力損失先增加后減小，而顆粒速度則先減小后增加，固相速度與單位壓降的變化呈相反趨勢；當水平管內為沉積層流時，管內單位壓降、顆粒速度及顆粒濃度分布變化不大。不同流型的功率譜分析表明，栓塞流時，功率譜存在一個明顯主頻，顆粒濃度波動很大，流動不穩定；沙丘流時，主頻變得不太明顯，顆粒濃度波動減弱，但還是處于不穩定流動；沉積層流時，主頻消失，顆粒流動比較平緩穩定。

內容來自：東南大學 博士 孫珊珊《粉體稠密氣力輸送研究》