循環(huán)流化床流動(dòng)特性的數(shù)值模擬.pdf

1、流態(tài)化技術(shù)已經(jīng)在能源、化工等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,但由于流化床內(nèi)部?jī)上嗔鲃?dòng)、傳熱及化學(xué)反應(yīng)的物理機(jī)理和作用規(guī)律復(fù)雜性,目前為止對(duì)流化床的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)不能令人滿意.該文利用FLUENT軟件、基于EULERIAN模型對(duì)循環(huán)流化床的氣固兩相流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬.EULERIAN雙流體模型是把顆粒相假想為一種連續(xù)介質(zhì),即"擬流體"的假設(shè).這樣顆粒相可以采用與氣相相類似的控制方程來(lái)描述流體動(dòng)力特性.利用該方法可以以較少的計(jì)算花費(fèi)得到兩相各自的流體動(dòng)力參數(shù),

2、取得滿意的結(jié)果.利用FLUENT軟件在計(jì)算方法的先進(jìn)性,計(jì)算的穩(wěn)定性和較好收斂性,該文對(duì)循環(huán)流化床內(nèi)的兩相流體動(dòng)力特性進(jìn)行研究.采用前處理軟件GAMBIT進(jìn)行計(jì)算區(qū)域的網(wǎng)格劃分,對(duì)二維區(qū)域主要采用四邊形網(wǎng)格;采用有限容積法對(duì)模型的控制方程進(jìn)行離散化,壓力-速度耦合采用PC-SIMPLE算法.模擬計(jì)算采用非穩(wěn)態(tài)穩(wěn)式求解,以較小的時(shí)間步長(zhǎng)推進(jìn),直至計(jì)算收斂.該文首先對(duì)流化床密相區(qū)的氣泡進(jìn)行模擬,得到了氣泡生成、發(fā)展及爆裂的特性,所得結(jié)果和實(shí)

3、驗(yàn)觀察結(jié)果易合較好;另外,計(jì)算所得到的氣泡上升速度與氣泡大小 的關(guān)系曲線符合Kuipers實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果.對(duì)顆粒相濃度在床內(nèi)徑向、軸向的分布研究顯示,在循環(huán)床內(nèi),尤其在上部區(qū)域存在著明顯的顆粒濃度在中心區(qū)域低、近壁面處高的環(huán)-核結(jié)構(gòu),模擬觀察到在床內(nèi)存在的顆粒相絮狀物的存在,并且有聚集、解體、上行及下行等運(yùn)動(dòng)方式.通過(guò)對(duì)循環(huán)床內(nèi)顆粒速度的研究表明,顆粒在床內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方式有兩種,一是在中心區(qū)域隨氣流向上、在近壁面處以絮狀物下降的縱向運(yùn)動(dòng);