布風(fēng)板結(jié)構(gòu)對(duì)煤氣化流化床流動(dòng)特性的影響研究.pdf

1、流化床氣體分布的均勻性對(duì)于流體的流動(dòng)特性、傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)都具有重要作用，是影響流化床流化的重要因素。流化床進(jìn)風(fēng)方式及氣體布風(fēng)板結(jié)構(gòu)有多種形式，但都應(yīng)滿足均布?xì)饬鞯幕緱l件。如果流化床氣體分布不均，會(huì)使固體顆粒在床層分布不合理，造成固體顆粒分布不均勻，影響床內(nèi)固體顆粒的整體流化。因此，對(duì)于流化床中流體流動(dòng)行為的研究是很有必要的，其具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法對(duì)流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究

2、，比較了平板、∧形、∨形和斜板四種分布板流化床的氣泡運(yùn)動(dòng)特性，分析了不同傾角對(duì)∧形、∨形和斜布風(fēng)板流化床固體顆粒體積分?jǐn)?shù)和速度分布的影響，并進(jìn)一步研究了開(kāi)孔率和開(kāi)孔直徑對(duì)流動(dòng)特性的影響，得到主要研究成果如下:
　　(1)基于歐拉-歐拉雙流體模型和Gidaspow氣固相曳力模型，建立了單噴管平板流化床氣固兩相流動(dòng)數(shù)值模型。采用標(biāo)準(zhǔn)k-e、RNG k-e和Realizable k-e湍流模型對(duì)單噴管平板流化床進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，得到了氣

3、泡運(yùn)動(dòng)特性，通過(guò)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，確定了較合適的流化床氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值模型。
　　(2)對(duì)平板、∧形、∨形和斜板四種布風(fēng)板結(jié)構(gòu)流化床的氣泡運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)采用這四種布風(fēng)板結(jié)構(gòu)時(shí)氣泡運(yùn)動(dòng)特性相同。當(dāng)沿徑向選用非均勻布風(fēng)方式時(shí)，高風(fēng)速區(qū)氣相攜帶固體顆粒向上運(yùn)動(dòng)，低風(fēng)速區(qū)的床層阻力較小，固體顆粒在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)，從而形成了床內(nèi)的環(huán)核循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
　　(3)比較了平板、∧形、∨形和斜板四種布風(fēng)板流化床固

4、體顆粒體積分?jǐn)?shù)沿徑向的分布特性，得到平板布風(fēng)流化床固體顆粒平均體積分?jǐn)?shù)波動(dòng)最大，∧形、∨形和斜板三種布風(fēng)板波動(dòng)較小，且后三者分布曲線較為接近。
　　(4)分析了∧形和∨形布風(fēng)板不同傾角下床內(nèi)固體顆粒體積分?jǐn)?shù)和速度分布，得到布風(fēng)板傾角為20°～30°時(shí)床內(nèi)固體顆粒分布比較均勻，沿徑向速度梯度較大，氣固相混合特性較好。
　　(5)分析了斜布風(fēng)板不同傾角下床內(nèi)固體顆粒體積分?jǐn)?shù)和速度分布，得到不同傾角下的流化床內(nèi)固體顆粒分布基本一致