基于CFD-DEM耦合分析方法的褐煤振動(dòng)流化現(xiàn)象研究.pdf

1、利用振動(dòng)流化技術(shù)對(duì)褐煤進(jìn)行脫水提質(zhì)處理是利用低熱值褐煤資源的有效途徑。受到現(xiàn)有測(cè)試技術(shù)限制，采用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)流化床內(nèi)顆粒復(fù)雜流動(dòng)狀態(tài)的研究。本文將分析顆粒物質(zhì)的離散單元法(DEM)與分析工程流體力學(xué)的計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)相結(jié)合，分別在立式和臥式振動(dòng)流化床內(nèi)，對(duì)多粒徑混合褐煤的振動(dòng)流化行為進(jìn)行三維仿真，分析褐煤在不同結(jié)構(gòu)振動(dòng)流化床中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，研究風(fēng)速和振動(dòng)參數(shù)對(duì)振動(dòng)流化作用的影響，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)流化過(guò)程的可視化。
　

2、　本文的主要內(nèi)容如下
　　(1)通過(guò)對(duì)目前主要?dú)夤塘鲬B(tài)化研究方法的對(duì)比分析和對(duì)離散單元法基本原理的研究，確定本文采用CFD-DEM直接耦合分析的方法對(duì)振動(dòng)流化現(xiàn)象進(jìn)行研究。利用球面填充技術(shù)對(duì)不規(guī)則褐煤顆粒進(jìn)行建模，利用耦合研究的優(yōu)勢(shì)對(duì)振動(dòng)流化床分布板進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，將振動(dòng)作用簡(jiǎn)化為床體的正弦運(yùn)動(dòng)。對(duì)不連續(xù)進(jìn)料的立式振動(dòng)流化床和連續(xù)進(jìn)料的臥式振動(dòng)流化床分別建立禍合仿真模型。
　　(2)基于FLUENT12.0和EDEM2.2軟件

3、平臺(tái)分別對(duì)立式和臥式振動(dòng)流化床中的振動(dòng)流化現(xiàn)象進(jìn)行三維耦合仿真，把顆粒在流場(chǎng)中的相瓦作用和運(yùn)動(dòng)以及流體在顆粒間流動(dòng)的過(guò)程在統(tǒng)一的時(shí)間序列內(nèi)耦合。觀察到振動(dòng)流化作用下小顆粒在上、大顆粒在下的顆粒分層現(xiàn)象。在臥式振動(dòng)流化床中，顆粒的運(yùn)行速度隨粒徑的增大而增大，發(fā)現(xiàn)物料運(yùn)行速度從中心至壁面不斷減小的壁面效應(yīng)。
　　(3)設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)不同振動(dòng)參數(shù)和風(fēng)速條件下的流化現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明在立式振動(dòng)流化床中物料層的膨脹受風(fēng)速影響。增大風(fēng)速