循環(huán)流化床流動及磨損特性的DEM數(shù)值模擬.pdf

1、節(jié)能和環(huán)保是我國的兩個重大問題，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)因其較高的環(huán)保性能，受到了廣泛的關(guān)注。但由于爐內(nèi)氣固兩相流動的復(fù)雜性，物料的多次循環(huán)造成了爐內(nèi)各部位不同程度的磨損。因此，研究和預(yù)防爐內(nèi)磨損已經(jīng)成為一個迫切需要解決的問題。由于循環(huán)流化床內(nèi)流動十分復(fù)雜以及實驗器材的制約，傳統(tǒng)實驗方法在循環(huán)流化床研究中存在很多的局限性。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的研究采用數(shù)值模擬的方法。
　　 本文采用歐拉-拉格朗日坐標系下的DEM軟球模型

2、在二維空間對循環(huán)流化床內(nèi)氣固兩相流動進行了數(shù)值模擬，其中顆粒相采用DEM(離散單元法)，氣相采用SIMPLER算法，氣固兩相之間采用基于牛頓第三定律的耦合模型。并用FORTRAN語言編制了相應(yīng)的計算程序。
　　 采用編制的程序首先對單孔射流流化床的流動特性進行了數(shù)值模擬，假設(shè)不考慮傳熱、燃燒及顆粒轉(zhuǎn)動，得到了不同時刻氣固兩相的流動情況，其中包括床高隨入口空氣流速的變化情況，顆粒的混合情況、空隙率的分布、氣體相和固體相在空間中的速

3、度分布、氣固兩相的流動特性等等。結(jié)果表明，隨著入口空氣流速的提高，流化床床層也會相應(yīng)的升高。流化床中部的顆粒向上運動并向兩邊壁面方向擴散，在兩邊壁面處的顆粒向下運動，底層的顆粒受到噴動氣流的卷吸作用而向中間匯聚。顆粒在空間的分布表現(xiàn)為上部為濃度較低的稀相區(qū)和下部為濃度較大的密相區(qū)。顆粒間相互碰撞、摻混，體現(xiàn)出循環(huán)流化床內(nèi)氣固兩相流復(fù)雜而劇烈的運動。
　　 隨后，根據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果，分析了循環(huán)流化床內(nèi)顆粒濃度的分布規(guī)律以及顆粒碰撞