流化床氣液兩相流流場數(shù)值模擬研究.pdf

1、流化床反應器被廣泛地應用于當前水處理領域中，是水處理行業(yè)必不可少的設備。反應器內(nèi)氣液傳質(zhì)效率直接關系到水處理的費用和效率。目前，由于人們對內(nèi)部流場缺乏深入的認識，對反應器的選型和設計在很大程度上還依賴于實驗和經(jīng)驗，而且無法向幾何參數(shù)、操作條件不同的過程推廣，使得反應器在運行過程中達不到預期的處理效果。
　　近年來計算流體力學技術在流化床氣液兩相流流場數(shù)值模擬研究方面得到了廣泛應用，這種方法不僅可以方便地對新型結構、不同操作狀況等情

2、況進行模擬，而且還可以獲得反應器內(nèi)的局部信息，使預測結果可視化，為反應器的優(yōu)化設計及放大提供了依據(jù)。
　　本文利用Fluent軟件對流化床反應器內(nèi)氣液兩相流流場進行了數(shù)值模擬，得出了反應器內(nèi)壓力場、液相速度場、氣含率及湍動強度的分布情況。經(jīng)模擬分析可知，kε湍流模型能夠?qū)α骰卜磻髁鲌鲞M行正確的模擬和預測。通過改變進氣速度、氣泡直徑等操作參數(shù)及擋板間距、擋板長度等結構參數(shù)來研究操作參數(shù)和結構參數(shù)對流化床反應器內(nèi)氣液兩相流流場的影

3、響。從模擬結果分析比較可以看出，增大進氣速度能夠增加液相循環(huán)速度和氣含率；減小氣泡直徑能夠增加反應器內(nèi)氣含率，但會降低液相循環(huán)速度；增大擋板間距，減小了氣含率的分布范圍，使得升流區(qū)內(nèi)液體回流現(xiàn)象嚴重；增加擋板長度，氣泡群擺現(xiàn)象明顯；擋板上邊緣與升流區(qū)邊壁高度不一致時，沉降區(qū)內(nèi)液相速度分布不均勻，影響了反應器內(nèi)氣液兩相間的充分混合。研究表明，應用數(shù)值模擬方法可以全面地反映流化床反應器內(nèi)氣液兩相流的流動情況，有效地優(yōu)化了流化床反應器結構。研