沉浸管式流化床的多相流模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、本文針對(duì)大型流化床反應(yīng)器存在進(jìn)氣不均、易產(chǎn)生大氣泡和顆粒團(tuán)聚體，對(duì)于強(qiáng)放熱或吸熱反應(yīng)須在流化床內(nèi)設(shè)置管式內(nèi)構(gòu)件以及時(shí)取熱或加熱，出口氣體帶出的固體顆粒量較大等弊端，進(jìn)行了流場(chǎng)模擬與實(shí)驗(yàn)研究。內(nèi)容包括： 設(shè)計(jì)了雙錐導(dǎo)流式進(jìn)氣分布器，并利用FUENT軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下分布器的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明：外錐的設(shè)立，避免了不能使氣體均布的弊端；合理調(diào)整導(dǎo)流口的位置與尺寸能確保流體沿分布器內(nèi)錐表面壓力均布；分布器內(nèi)氣體分布不均勻

2、度隨內(nèi)錐開孔率的增加先減小后增大，并沿流體的流動(dòng)方向有降低的趨勢(shì)；當(dāng)內(nèi)錐開孔率為0.8～1％，錐角采用60°時(shí)氣體分布器的不均勻度小、壓降低。并且利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述模擬結(jié)果。 對(duì)三種不同外形的流化床進(jìn)行了模擬。結(jié)果顯示，流化床的擴(kuò)大段對(duì)床內(nèi)部流場(chǎng)的影響顯著。三種擁有擴(kuò)大段的床形在降低密相床層高度、顆粒速度方面要好于普通圓筒形流化床。圓錐形流化床，降低了顆粒揚(yáng)析，但容易出現(xiàn)溝流；當(dāng)靜床床面低于擴(kuò)大段下端的流化床時(shí)，不適宜的結(jié)構(gòu)尺寸

3、會(huì)造成內(nèi)部氣泡尺寸較大、易聚并發(fā)生節(jié)涌；對(duì)靜床床面位于擴(kuò)大段下端，床層尺寸比例設(shè)計(jì)合理時(shí)，密相床層高度低，內(nèi)部氣泡尺寸較小、顆粒的揚(yáng)析量少、流場(chǎng)穩(wěn)定，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。 作者對(duì)加入垂直與水平兩種沉浸管的流化床內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行了研究。對(duì)垂直沉浸管式流化床的模擬表明：垂直管上方與下方床層內(nèi)的顆粒有從流化中心向邊壁運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，而垂直管區(qū)域內(nèi)的顆粒沿軸向向上運(yùn)動(dòng)；垂直管的加入破碎了流化床內(nèi)的大氣泡、減緩了氣泡上升速度、減弱了氣泡聚并；降低了垂