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流化床内流动、传热及燃烧特性的离散颗粒模拟

流态化技术已经在化工、能源以及冶金等工业领域得到了非常广泛的应用,但由于流化床内部各种规律的复杂性,人们对其工作机理的认识还远不能令人满意。有鉴于此,本文利用DEM(Discrete element method)对流化床内的气固两相流动、传热和燃烧过程进行了模拟。 在本文两相流动模型中,离散颗粒相采用DEM方法在颗粒层次上直接跟踪模拟,该方法能够方便的处理稠密两相流中颗粒间的碰撞作用,气体连续相则采用局部平均的N-S方程进行描述。气体对颗粒的曳力采用De Fice提出的经验准则式计算,在气相离散网格内离散颗粒对气体反作用力根据PSIC方法确定。本文对密相流化床内流化过程的模拟较好地复现了气泡在流化床内的形成、分离、移动、长大及破裂的周期性变化以及相邻气泡间的合并和变形过程。模拟结果也表明,随气体射流数目的增加,床层的流化质量得到明显改善。对流化床内取样点模拟压力信号的频谱分析发现,流化速度越高,通过床层的气泡频率越大。将DEM  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

流化床内流动、传热与燃烧特性的DEM数值模拟

流化床在工业上的广泛应用使得稠密气固两相流动成为多相流研究领域的一个重要方向。国内外已经进行了大量的实验和理论研究,但是由于气固流动的复杂性和流动机理尚未清楚的认识,故以实验为主的传统方法受到了很大限制。近年来随着计算机技术的飞速发展,气固两相流动数值模拟正成为研究稠密气固两相流动的重要手段。针对稠密气固两相流的数值模拟技术可以分为两大类:即欧拉—欧拉颗粒拟流体模型和欧拉—拉格朗日离散颗粒模型。本文采用欧拉—拉格朗日离散单元法在颗粒水平上建立了一套描述流化床内气固流动、传热和燃烧的数学模型,并设计了模拟流化床内流动与燃烧的数值模拟程序。首先本文对单孔射流流化床内的气固流动进行了数值模拟,得到了床层压降曲线和不同射流速度下的床层高度、气泡产生频率和气泡在床层内的上升速度,反映出流化床内的气固流动存在拟序结构。另外,模拟得到了床内的气固流动速度,揭示出单孔射流流化床内存在强烈的颗粒返混和内循环现象。并对颗粒参数改变对气泡特性的影响作...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

稠密气固两相流颗粒聚团流动与反应特性的数值模拟研究

稠密气固两相流动是多相流动的一个主要研究方向,而颗粒团聚是气固两相流动中稠密流动条件下的一种重要现象。但是,由于气固两相流动影响因素的复杂性,气固两相流动的机理尚不十分清楚。随着计算机技术的飞速发展和计算方法的不断改进和完善,结合计算数学和计算流体力学的数值模拟技术,以其独特的优点已经成为气固两相流动研究的主要方法。本文建立了离散颗粒运动—碰撞解耦模型,模型中应用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)模拟颗粒间的碰撞过程。基于气相输送能量守恒,建立了以输送能分配确定气相欧拉坐标与颗粒相拉格朗日坐标耦合的计算方法,提出了确定颗粒当地局部气体速度的计算模型。该计算方法考虑了在计算网格气体作用的贡献,同时也考虑了颗粒的空间分布和局部颗粒浓度的影响。从而合理地反映颗粒聚团导致局部颗粒浓度分布不均对当地气体速度的影响。基于分子动力学和颗粒动理学,应用颗粒平均自由程,导出了确定颗粒聚团中颗粒数的计算方法。应用考虑颗粒碰撞过程中弹性变形和塑性变形的...  (本文共181页) 本文目录 | 阅读全文>>

《纯碱工业》2012年03期
纯碱工业

沸腾流化床应用于低盐重灰生产

我厂探索使用沸腾流化床生产液相低盐...  (本文共2页) 阅读全文>>

《机电信息》2009年08期
机电信息

流化床类设备的改进与研发

我国正在建设节能型社会,过去的流化床类设备均属高耗能设备,...  (本文共6页) 阅读全文>>

《化工技术与开发》2008年01期
化工技术与开发

沸腾流化床在一水硫酸镁生产中的应用

介绍了沸腾流化床的工作原理、结构、特点等,阐述了沸腾流化床在一水硫酸镁干燥系统...  (本文共2页) 阅读全文>>

《四川理工学院学报(自然科学版)》2008年03期
四川理工学院学报(自然科学版)

离心流化床的基本原理及发展趋势

综述了离心流化床(CFB)的理论研究情况、设备开发进展。重点对离心...  (本文共3页) 阅读全文>>