[发明专利]垃圾在气力输运管线中运移规律的计算方法

说明书

本发明公开了一种垃圾在气力输运管线中运移规律的计算方法，气力输运管线分为直管以及弯管两种管段，对于直管段采用理论公式进行计算，弯管段运用Fluent软件DPM模型对垃圾包的运移规律进行仿真计算，依据实际管道情况交替执行两种算法，最终完成一个完整气力输运管线的仿真计算。本发明的有益效果：通过本发明的计算方法对垃圾输运规律进行预测，对气力管道的输运特性进行预测，可以有效节约开发成本，更好的设计合理的气力输运管道。

技术领域

本发明涉及气力输运管技术领域，具体来说，涉及一种垃圾在气力输运管线中运移规律的计算方法。

背景技术

随着我国经济的发展与社会的进步，同时为避免垃圾堆积等造成的环境问题，我国开始引进垃圾气力输运管项目，一些城市开始试点采用气力输运管道进行垃圾运输。在我国，由于气力输运管在垃圾收集中的应用属于初期阶段，对于输运管性能、效率的研究还未形成成熟的体系，亟待能有实用且简洁的方案能应用到气力输运管的研究中。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种垃圾在气力输运管线中运移规律的计算方法，能够预测气力管道的输运特性。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种垃圾在气力输运管线中运移规律的计算方法，包括以下步骤：

S1将输运管道划分为直管和弯管；

S2依据不同管道类型，选择不同方式计算垃圾包速度，具体如下：

S21在直管部分，对垃圾包速度采用理论气体曳力公式计算垃圾包通过直管的出口速度，公式如下：

其中，FD为气体作用力，CD为气动力系数，A为固体颗粒的迎风面积，ρ为管内气体密度，V为管内气体流速，Vp为固体颗粒的速度；

S22在弯管部分，采用Fluent中的DPM模型进行数值模拟，弯管入口处给定在上段管道中计算出来的出口速度，碰撞系数设置为0.9，计算出垃圾包在弯管的出口速度。

进一步的，S21中通过matlab编程计算得出垃圾包通过直管的出口速度。

进一步的，S21中首先通过风机压差计算气体流速，然后采用微小距离迭代的方式计算物料包的加速度以及速度，进而最终计算出物料包出口的速度。

进一步的，S22中弯管部分的计算包括网格划分，运用前处理软件ICEM划分结构化网格。

进一步的，S22中流动模型采用Standard k-ε模型。

进一步的，S22中边界条件的设置包括入口采用速度入口边界，出口为压力出口，并进行相应的湍流设置，壁面为无滑移边界。

进一步的，S22中求解方法采用Simple算法，压力梯度采用Least Squares CellBased格式，压力采用Standard离散格式，动能方程用二阶离散格式，湍动能和湍流耗散率用一阶离散格式。

进一步的，S22中DPM设置包括设置垃圾包的初始位置、大小、速度，采用双向耦合计算。

本发明的有益效果：通过本发明的计算方法对垃圾输运规律进行预测，对气力管道的输运特性进行预测，可以有效节约开发成本，更好的设计合理的气力输运管道。

附图说明