氣固流化床內(nèi)兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬.pdf

1、氣固流化床被廣泛應(yīng)用于化工、能源、環(huán)境等工業(yè)中。利用計(jì)算流體力學(xué)對二維和三維氣固流化床中氣體和顆粒流體力學(xué)行為進(jìn)行模擬研究，可以得到流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的基本特征，有利于工業(yè)流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和放大?；谏虡I(yè)軟件FLUENT，對B類顆粒在流化床內(nèi)流動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值模擬研究，得到的流化床內(nèi)濃度和速度場等分布，分析結(jié)果表明數(shù)值模擬值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。
　　采用非穩(wěn)態(tài)氣固兩相流雙流體模型模擬流化床內(nèi)氣固流動(dòng)過程，運(yùn)用顆粒動(dòng)理學(xué)理論進(jìn)行模型

2、的封閉。分別應(yīng)用Syamlal&O’Brien和Gidaspow曳力模型對動(dòng)量交換系數(shù)進(jìn)行求解。利用有限體積法對方程進(jìn)行離散。模擬結(jié)果表明，先在床層底部形成小氣泡，氣泡通過床層時(shí)伴隨著聚并和長大，形成不同尺寸的氣泡，使得床層膨脹，最終在床層表面發(fā)生氣泡破裂。
　　分析了不同計(jì)算條件：（1）滑移和非滑移邊界條件；（2）壁面-顆粒碰撞系數(shù)；（3）氣體-顆粒曳力模型；（4）二維和三維流化床結(jié)構(gòu)和（5）不同表觀速度，對床內(nèi)氣體換熱顆粒流動(dòng)

3、行為的影響進(jìn)行數(shù)值模擬與分析。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對比，結(jié)果表明兩者基本吻合。同時(shí)也分析了不同計(jì)算條件下的床層壓降、顆粒速度和顆粒濃度等分布規(guī)律。模擬得到的床層壓降與實(shí)驗(yàn)值相吻合。另外，為了預(yù)測實(shí)際工業(yè)過程中三維流化床內(nèi)的真實(shí)流動(dòng)行為，進(jìn)行了三維流化床模擬，得到了三維流化床內(nèi)的流動(dòng)特性，結(jié)果表明三維流化床模擬結(jié)果與二維流化床的變化趨勢是一致的，但是定量上存在一定的差異。由于受到計(jì)算時(shí)間的限制，三維流化床模擬局限于較短的時(shí)間周期內(nèi)。