帶內(nèi)部構(gòu)件的三維氣固流化床CFD模擬及分析.pdf

1、流化床反應(yīng)器是化工過(guò)程中最重要的生產(chǎn)設(shè)備之一，其優(yōu)化設(shè)計(jì)一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重要課題，因此開(kāi)展流化床反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究十分必要。
　　本文采用Fluent軟件對(duì)氣固流化床反應(yīng)器進(jìn)行了數(shù)值模擬，主要內(nèi)容及結(jié)論包括:
　　1、本文根據(jù)常用流化床的實(shí)際工業(yè)結(jié)構(gòu)，在簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上選擇建立了合適的物理模型，采用非穩(wěn)態(tài)的歐拉多相流模型對(duì)建立的物理模型進(jìn)行數(shù)值模擬，并把數(shù)值結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比，三者吻合良好，從

2、而驗(yàn)證了選用模型的合理性。
　　2、比較了三種不同曳力模型在描繪床層流化狀況時(shí)的差異，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明采用Wen-Yu曳力模型時(shí)，床層膨脹比和平均空隙率均比較大，固體顆粒分布也比較均勻，但是床層壓降波動(dòng)比較大，床層不穩(wěn)定，而其他兩種模型的結(jié)果比較接近，其中Gidapow曳力模型在描繪顆粒分布的均勻性以及床層穩(wěn)定性方面表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好，而另外兩個(gè)模型則誤差相對(duì)較大。
　　3、本文采用驗(yàn)證后的模型對(duì)帶內(nèi)部構(gòu)

3、件的三維氣固流化床內(nèi)氣固流化狀況進(jìn)行了數(shù)值模擬，考察了擋板構(gòu)件的型式、安裝高度、葉片角度以及擋板厚度對(duì)床層氣固流化狀況的影響，得到以下結(jié)論:
　　(1)數(shù)值結(jié)果顯示無(wú)論何種型式的擋板構(gòu)件都能夠明顯改善床層內(nèi)氣固流化狀況，說(shuō)明擋板構(gòu)件具有均勻分布固體顆粒，破碎氣泡，減小固體顆粒返混的作用，而且能夠顯著改善甚至避免床層中出現(xiàn)的大氣泡、騰涌等異常現(xiàn)象。
　　(2)多旋型式的擋板對(duì)床層氣固流化的改善作用更顯著，更有利于床層中固體顆粒

4、流態(tài)化，均勻分布固體顆粒，改善氣固接觸。
　　(3)水平擋板安裝在床層密相區(qū)中部(0.2m)位置時(shí)，整個(gè)床層內(nèi)固體顆粒分布均勻，床層膨脹比大，而且床層的平均空隙率波動(dòng)小，因此，擋板構(gòu)件合理的安裝位置應(yīng)當(dāng)是床層密相區(qū)的中部位置，與有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果一致。
　　(4)擋板的結(jié)構(gòu)規(guī)格也是影響擋板作用的重要參數(shù)，當(dāng)葉片角度為45°，厚度為25mm時(shí)，床層內(nèi)固體顆粒分布均勻而且床層具有較大的膨脹比，此時(shí)床層流化質(zhì)量比較好。