散状颗粒在重力的作用下自由下落撞击刚性壁面或料堆时,物料被挤压出的高速气流夹带着向四周溅射,会逸散出大量的生产性粉尘,这是工业环境最重要的污染源之一。逸散出来的粉尘颗粒,如不加控制将影响设备的正常运行,危害工作人员的身体健康。目前研究的成果主要是针对点状尘源即圆孔出流,然而工业生产中更常见的线状尘源的研究却基本没有涉及,因此作者在前人研究的基础上,对线状尘源条缝出流自由下落颗粒逸散及流场特性进行分析,以期为条缝出流自由下落粉尘的控制提供指导。本文基于工业生产背景,采用计算流体动力学和离散元素法相结合的CFD-DEM耦合模型对氧化铝等工业物料粉尘条缝出流自由下落过程进行了数值模拟研究,主要工作如下:1.模拟了圆孔出流自由下落过程,并给出了计算颗粒速度和卷吸空气量的方法,结合前人的实验数据和卷吸空气量模型对CFD-DEM耦合模型进行验证;2.对条缝出流颗粒自由下落进行模拟,分析了不同高度,不同出口尺寸及相同出口尺寸不同粒径下,颗粒流下落过程中颗粒和卷吸空气速度及卷吸空气量的变化;3.对条缝出流颗粒撞击水平和倾斜壁面的过程进行研究,对比分析了不同撞击高度,不同倾斜角度,不同粒径下颗粒流撞击逸散的差异。研究结果表明,颗粒条缝出流自由下落过程在短边方向上的逸散宽度增长幅度相比长边更大,且卷吸空气宽度远大于颗粒逸散宽度。随着下落高度的增加,在远离出口的900 mm处不同方向上的颗粒速度分布逐渐趋于一致。随着出口尺寸的增加,颗粒和卷吸空气速度也逐渐增大,但随着长度的增加,颗粒流中心处颗粒和卷吸空气速度增长幅度逐渐减小,并在出口长度L>30 mm后趋于定值,颗粒的无量纲速度分布基本一致,卷吸空气量随出口尺寸的增大而增大,但单位质量流量卷吸空气量随之减小。相同出口尺寸下,颗粒的粒径越大,相同高度处颗粒速度越大,卷吸空气速度则相反越小,卷吸空气量和单位质量流量的卷吸空气量越小。颗粒流撞击水平壁面的逸散程度随颗粒堆积成堆逐渐减小,卷吸空气在近壁面处形成了沉积涡,且随时间逐渐向外向更高处移动。颗粒流下落高度越大,粒径越大,近壁面相同高度处颗粒流逸散宽度更大,逸散越严重。颗粒流与倾斜壁面接触后被分为两部分,一部分顺着壁面往下流动,另一部分与壁面接触反弹后脱离壁面射出并二次下落至斜面上,颗粒流在斜面流动的速度符合高斯分布规律。在颗粒流与斜面接触的上部角落,形成了一个卷吸空气涡旋。颗粒流撞击斜面的高度越大,斜面倾角越小,粒径越小,其颗粒流在斜面上向外的逸散宽度越明显。