氣固流化床內(nèi)兩相流動的數(shù)值模擬.pdf

1、氣固流化床被廣泛應(yīng)用于化工、能源、環(huán)境等工業(yè)中。利用計算流體力學對二維和三維氣固流化床中氣體和顆粒流體力學行為進行模擬研究，可以得到流化床內(nèi)氣固兩相流動的基本特征，有利于工業(yè)流化床反應(yīng)器的設(shè)計和放大?；谏虡I(yè)軟件FLUENT，對B類顆粒在流化床內(nèi)流動過程進行數(shù)值模擬研究，得到的流化床內(nèi)濃度和速度場等分布，分析結(jié)果表明數(shù)值模擬值與實驗結(jié)果相一致。
　　采用非穩(wěn)態(tài)氣固兩相流雙流體模型模擬流化床內(nèi)氣固流動過程，運用顆粒動理學理論進行模型

2、的封閉。分別應(yīng)用Syamlal&O’Brien和Gidaspow曳力模型對動量交換系數(shù)進行求解。利用有限體積法對方程進行離散。模擬結(jié)果表明，先在床層底部形成小氣泡，氣泡通過床層時伴隨著聚并和長大，形成不同尺寸的氣泡，使得床層膨脹，最終在床層表面發(fā)生氣泡破裂。
　　分析了不同計算條件：（1）滑移和非滑移邊界條件；（2）壁面-顆粒碰撞系數(shù)；（3）氣體-顆粒曳力模型；（4）二維和三維流化床結(jié)構(gòu)和（5）不同表觀速度，對床內(nèi)氣體換熱顆粒流動

3、行為的影響進行數(shù)值模擬與分析。數(shù)值模擬結(jié)果與實驗值進行了對比，結(jié)果表明兩者基本吻合。同時也分析了不同計算條件下的床層壓降、顆粒速度和顆粒濃度等分布規(guī)律。模擬得到的床層壓降與實驗值相吻合。另外，為了預測實際工業(yè)過程中三維流化床內(nèi)的真實流動行為，進行了三維流化床模擬，得到了三維流化床內(nèi)的流動特性，結(jié)果表明三維流化床模擬結(jié)果與二維流化床的變化趨勢是一致的，但是定量上存在一定的差異。由于受到計算時間的限制，三維流化床模擬局限于較短的時間周期內(nèi)。