高密度循環(huán)流化床提升管內(nèi)氣固流動(dòng)特性的數(shù)值模擬.pdf

1、循環(huán)流化床以其氣固接觸效率高和生產(chǎn)能力大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于能源、化工以及制藥等工業(yè)過(guò)程。近年來(lái)，高密度循環(huán)流化床得到人們的重視，除了傳統(tǒng)的催化裂化以及順酐合成等工業(yè)過(guò)程，高密度循環(huán)流化床在煤/生物質(zhì)氣化以及化學(xué)鏈燃燒等過(guò)程也得到了應(yīng)用。高密度循環(huán)流化床提升管內(nèi)存在著復(fù)雜的氣固流動(dòng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)傳熱傳質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生影響，因此有必要對(duì)高密度提升管內(nèi)的氣固流動(dòng)特性進(jìn)行研究。本文采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)高密度循環(huán)流化床提升管內(nèi)的氣固流動(dòng)特性進(jìn)

2、行了分析。
　　基于雙歐拉模型，建立了提升管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型;并采用湍流模型和顆粒動(dòng)理學(xué)理論對(duì)動(dòng)量方程封閉。研究表明，曳力是氣固相間主要的作用力，對(duì)提升管內(nèi)氣固兩相流動(dòng)起決定作用，而傳統(tǒng)曳力模型計(jì)算的曳力偏大?；谔嵘軆?nèi)氣固兩相流動(dòng)過(guò)程中的顆粒團(tuán)介尺度結(jié)構(gòu)，分別建立了分段曳力模型(step-section model)和能量最小多尺度(EMMS)模型;結(jié)果表明:采用分段曳力模型模擬的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相吻合。
　　結(jié)

3、合關(guān)于高密度提升管氣固流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)上述模型的相關(guān)參數(shù):如網(wǎng)格尺寸、粘性模型、邊界滑移條件、顆粒間碰撞系數(shù)以及顆粒的最大填充系數(shù)進(jìn)行了考察。研究結(jié)果表明:網(wǎng)格尺寸為0.2mm，粘性模型使用湍流模型，邊界滑移系數(shù)為0.1，顆粒間碰撞系數(shù)為0.9以及顆粒最大填充系數(shù)為0.63時(shí)模擬的結(jié)果比較好。
　　在模型驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)高密度操作條件下提升管內(nèi)氣固流動(dòng)特性進(jìn)行了模擬研究。結(jié)果表明:提升管內(nèi)軸向固含率呈典型的指數(shù)分布;徑向上，符合邊