振動三相流化床流體力學和傳質(zhì)特性實驗研究及模型模擬.pdf

1、三相流化床是一種具有高效傳熱、傳質(zhì)性能的設備，高速湍動的床層為相間傳質(zhì)提供很大的表面積，同時還具有床體自凈的功能。 本文在三相流化床中引入振動，建立實驗裝置，開展了振動三相流化床的流體力學和脫除模擬煙氣中SO<,2>的傳質(zhì)特性實驗研究。分別采用計算流體力學(CFD)和因次分析法對三相流化床內(nèi)流體流動和傳質(zhì)特性進行模擬。 在流體力學特性實驗中，系統(tǒng)地研究了床層壓降、床層膨脹率和液含率變化規(guī)律，結(jié)果表明：振動對三相流化床流場

2、的影響較復雜，在K=0～2.8范圍內(nèi)，提高振動強度有利于床內(nèi)流化質(zhì)量的改善；K>2.8時振動使得床內(nèi)液體和顆粒出現(xiàn)向上的同向運動，在分布板處形成大氣泡；對于本實驗系統(tǒng)，在K=2.8時，振動對流化質(zhì)量的改善達到最佳效果。對三相流化床內(nèi)流體流動進行合理假設，簡化了流體流動的物理模型。采用歐拉模型建立三相流化床內(nèi)流體流動的封閉方程。壓力．速度耦合用SIMPLE方法進行處理，離散格式采用有限體積方法，用二維軸對稱非穩(wěn)態(tài)求解。數(shù)值求解得到三相流化

3、床內(nèi)復雜的壓力場、速度場、局部相含率和湍動能的分布規(guī)律。實驗拍攝到的流動漩渦在數(shù)值模擬結(jié)果中有較好驗證。數(shù)值模擬和實驗條件下得到的床層壓降進行比較，結(jié)果吻合較好，誤差在±20％以內(nèi)。在SO<,2>的吸收實驗中，考察了振動三相流化床的傳質(zhì)性能，結(jié)果表明：體積傳質(zhì)系數(shù)隨氣體流速的增加先升高后略有降低，隨液體流速的增加而升高，隨靜床高度的升高而降低，隨振動強度的增加呈現(xiàn)拋物線走勢，在K=2.8處取得最大值。結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，用因次分析法進行關聯(lián)，