流化床氣液兩相流流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、流化床反應(yīng)器被廣泛地應(yīng)用于當(dāng)前水處理領(lǐng)域中，是水處理行業(yè)必不可少的設(shè)備。反應(yīng)器內(nèi)氣液傳質(zhì)效率直接關(guān)系到水處理的費(fèi)用和效率。目前，由于人們對內(nèi)部流場缺乏深入的認(rèn)識，對反應(yīng)器的選型和設(shè)計(jì)在很大程度上還依賴于實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，而且無法向幾何參數(shù)、操作條件不同的過程推廣，使得反應(yīng)器在運(yùn)行過程中達(dá)不到預(yù)期的處理效果。
　　近年來計(jì)算流體力學(xué)技術(shù)在流化床氣液兩相流流場數(shù)值模擬研究方面得到了廣泛應(yīng)用，這種方法不僅可以方便地對新型結(jié)構(gòu)、不同操作狀況等情

2、況進(jìn)行模擬，而且還可以獲得反應(yīng)器內(nèi)的局部信息，使預(yù)測結(jié)果可視化，為反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計(jì)及放大提供了依據(jù)。
　　本文利用Fluent軟件對流化床反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了反應(yīng)器內(nèi)壓力場、液相速度場、氣含率及湍動強(qiáng)度的分布情況。經(jīng)模擬分析可知，kε湍流模型能夠?qū)α骰卜磻?yīng)器流場進(jìn)行正確的模擬和預(yù)測。通過改變進(jìn)氣速度、氣泡直徑等操作參數(shù)及擋板間距、擋板長度等結(jié)構(gòu)參數(shù)來研究操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對流化床反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流流場的影

3、響。從模擬結(jié)果分析比較可以看出，增大進(jìn)氣速度能夠增加液相循環(huán)速度和氣含率；減小氣泡直徑能夠增加反應(yīng)器內(nèi)氣含率，但會降低液相循環(huán)速度；增大擋板間距，減小了氣含率的分布范圍，使得升流區(qū)內(nèi)液體回流現(xiàn)象嚴(yán)重；增加擋板長度，氣泡群擺現(xiàn)象明顯；擋板上邊緣與升流區(qū)邊壁高度不一致時(shí)，沉降區(qū)內(nèi)液相速度分布不均勻，影響了反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相間的充分混合。研究表明，應(yīng)用數(shù)值模擬方法可以全面地反映流化床反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流的流動情況，有效地優(yōu)化了流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。研