沉浸管式流化床的多相流模擬與結構優(yōu)化.pdf

1、本文針對大型流化床反應器存在進氣不均、易產生大氣泡和顆粒團聚體，對于強放熱或吸熱反應須在流化床內設置管式內構件以及時取熱或加熱，出口氣體帶出的固體顆粒量較大等弊端，進行了流場模擬與實驗研究。內容包括： 設計了雙錐導流式進氣分布器，并利用FUENT軟件對不同結構參數(shù)下分布器的流場進行了數(shù)值模擬。模擬結果表明：外錐的設立，避免了不能使氣體均布的弊端；合理調整導流口的位置與尺寸能確保流體沿分布器內錐表面壓力均布；分布器內氣體分布不均勻

2、度隨內錐開孔率的增加先減小后增大，并沿流體的流動方向有降低的趨勢；當內錐開孔率為0.8～1％，錐角采用60°時氣體分布器的不均勻度小、壓降低。并且利用實驗驗證了上述模擬結果。 對三種不同外形的流化床進行了模擬。結果顯示，流化床的擴大段對床內部流場的影響顯著。三種擁有擴大段的床形在降低密相床層高度、顆粒速度方面要好于普通圓筒形流化床。圓錐形流化床，降低了顆粒揚析，但容易出現(xiàn)溝流；當靜床床面低于擴大段下端的流化床時，不適宜的結構尺寸

3、會造成內部氣泡尺寸較大、易聚并發(fā)生節(jié)涌；對靜床床面位于擴大段下端，床層尺寸比例設計合理時，密相床層高度低，內部氣泡尺寸較小、顆粒的揚析量少、流場穩(wěn)定，與實驗結果吻合。 作者對加入垂直與水平兩種沉浸管的流化床內部流場進行了研究。對垂直沉浸管式流化床的模擬表明：垂直管上方與下方床層內的顆粒有從流化中心向邊壁運動的趨勢，而垂直管區(qū)域內的顆粒沿軸向向上運動；垂直管的加入破碎了流化床內的大氣泡、減緩了氣泡上升速度、減弱了氣泡聚并；降低了垂