內(nèi)置水平管鼓泡流化床氣固兩相流動特性的研究.pdf

1、鼓泡流化床已廣泛應(yīng)用于化工及能源等領(lǐng)域，它們的特點是有更高的傳熱能力和良好的混合。但是另一方面，由于缺乏全面的了解，在這些系統(tǒng)中所涉及的復(fù)雜流體動力學(xué)使得它們的設(shè)計非常困難，設(shè)備規(guī)模有限。在許多應(yīng)用中，水平管的插入是增強傳熱速率，化學(xué)轉(zhuǎn)化處理，和固體的流通與分配。但是這些水平管使流化床中的流體動力學(xué)更加復(fù)雜。而且水平管同樣受到顆粒的不斷沖刷，受到磨損，因此研究水平管對流化床內(nèi)的流體力學(xué)的影響對于此類反應(yīng)器的設(shè)計和應(yīng)用至關(guān)重要。
　

2、　本文采用流體力學(xué)模擬軟件FLIUENT6.3，對內(nèi)置水平管流化床內(nèi)氣固兩相流體力學(xué)特性進行了系統(tǒng)的模擬研究，并通過與實驗結(jié)果進行對比，檢驗數(shù)值模擬的合理性。
　　首先，采用實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合，考察了無管流化床和內(nèi)置水平管流化床里的時均空隙率與膨脹率變化。研究結(jié)果表明，內(nèi)置水平管流化床在管排區(qū)域的時均空隙率徑向分布較為均勻，而無管流化床的平均空隙率在徑向分布上是中心附近高，邊壁附近低。相同表觀氣速下，有管的流化床中的平均空隙率大

3、于無管流化床的，但是隨著表觀氣速的增大，兩者的膨脹率有逐漸接近的趨勢。
　　其次，通過數(shù)值模擬研究了不同水平管直徑、不同管排角度、不同管排數(shù)對流化床內(nèi)湍動能、速度矢量以及壓力脈動值等參數(shù)的影響，確定本次研究最佳的水平管分布。研究結(jié)果表明，水平管直徑過大影響返混，過小容易引起氣穴現(xiàn)象;管排角度能夠影響固體顆粒分布和氣泡尺寸;管排的數(shù)量能夠影響床內(nèi)氣泡的上升頻率和氣泡大小。
　　最后，采用光導(dǎo)纖維系統(tǒng)考察了加壓內(nèi)置管流化床內(nèi)的氣