循環(huán)流化床內(nèi)稠密氣固兩相流動(dòng)的DEM-LES模擬研究.pdf

1、氣固兩相流動(dòng)是工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中常見的流動(dòng)形式。本文以稠密氣固兩相流動(dòng)為研究對象，采用歐拉-拉格朗日框架對氣固流動(dòng)進(jìn)行描述、以離散元耦合大渦模擬方法(DEM-LES)為主要研究手段，在對數(shù)值方法進(jìn)行驗(yàn)證、對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行敏感性分析的基礎(chǔ)上，針對概念上極為相似的兩種氣固流態(tài)化裝置——內(nèi)循環(huán)床(ICFB)和循環(huán)流化床(CFB)內(nèi)若干問題進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。研究內(nèi)容主要包含四個(gè)部分。
　　第一部分是氣固物性、操作和設(shè)計(jì)參數(shù)對內(nèi)循環(huán)床運(yùn)

2、行表現(xiàn)的影響。全面地研究了相關(guān)氣固物性（顆粒的碰撞恢復(fù)系數(shù)、摩擦系數(shù)、楊氏模量、粒徑、密度及流體的壓力等）、操作條件（各腔室流化風(fēng)速）和設(shè)計(jì)參數(shù)（隔板傾角、熱交換腔側(cè)墻傾角、隔板底部通道高度等）對表征裝置運(yùn)行表現(xiàn)的顆粒循環(huán)通量和氣流短路通量的影響。指出系統(tǒng)的最小流化風(fēng)速是確定各腔室中顆粒流化狀態(tài)和預(yù)測裝置運(yùn)行表現(xiàn)最為重要的參數(shù)，并為裝置的運(yùn)行參數(shù)選擇、結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和相關(guān)過程的強(qiáng)化提供了一些重要信息。
　　第二部分是內(nèi)循環(huán)床顆?；?/p>

3、合機(jī)理及其影響因素分析。分析了內(nèi)循環(huán)床內(nèi)顆粒混合發(fā)展過程，闡述了混合發(fā)展的各個(gè)階段及不同混合機(jī)理在時(shí)間和空間上的作用范圍。此外，對相關(guān)設(shè)計(jì)、運(yùn)行及顆粒物性參數(shù)對裝置內(nèi)顆?；旌线^程的影響進(jìn)行了量化分析。并在相同流化風(fēng)量下對比了內(nèi)循環(huán)床和對應(yīng)的均勻配風(fēng)鼓泡床內(nèi)顆粒混合過程發(fā)展，發(fā)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)床在顆粒混合方面有一定優(yōu)勢。
　　第三部分是內(nèi)循環(huán)床腔室內(nèi)置埋管的研究:對加入埋管后裝置內(nèi)顆粒流動(dòng)、混合過程進(jìn)行了定量分析。并對比了顆粒循環(huán)時(shí)間、顆粒

4、在各腔室內(nèi)的停留時(shí)間隨布置埋管的數(shù)量和位置不同而產(chǎn)生的變化。此外，還對各腔室中埋管磨損的圓周分布規(guī)律進(jìn)行了分析，為工程實(shí)踐提供了一些參考。
　　第四部分是三維循環(huán)流化床氣固流動(dòng)細(xì)節(jié)及提升管截面形狀對裝置內(nèi)氣固流動(dòng)影響的研究。嘗試用數(shù)值模擬方法揭示循環(huán)流化床內(nèi)氣固流動(dòng)細(xì)節(jié)，對時(shí)均固含率、時(shí)均氣固速度及其通量、時(shí)均壓力、顆粒速度脈動(dòng)強(qiáng)度等重要物理量在裝置內(nèi)的分布按照從整體到局部的規(guī)律系統(tǒng)地進(jìn)行闡述，并重點(diǎn)對方形和圓形截面提升管的循環(huán)流