磁場對流化床氣固兩相流動影響的研究.pdf

1、用外加磁場控制與調(diào)節(jié)流化床內(nèi)氣泡，是一種將流態(tài)化技術(shù)與電磁技術(shù)相結(jié)合，新型、高效的流態(tài)化技術(shù)。在磁場作用下，鐵磁顆粒做床料的流化床有著氣固接觸好、流化質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、流通截面大、無氣體短路等優(yōu)點，因此在化工、能源、環(huán)保、生物和食品等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 本文從理論模型、數(shù)值模擬和實驗研究三個方面分析和研究了磁場對流化床氣固兩相流動特性的影響。首先，本文選用歐拉法建立了磁場作用下的流化床氣固兩相流動數(shù)學模型，并在考慮磁場

2、作用的基礎(chǔ)上對固相進行擬流體化。其次，選定數(shù)值模擬的求解方法，通過方程離散、網(wǎng)格劃分、定義模型邊界條件，選用相間耦合的SILPLE算法，采用隱形的一階迎風格式等步驟對磁場作用下的流化床氣固兩相流動進行數(shù)值模擬，最后采用FLUENT計算軟件得到數(shù)值模擬結(jié)果，并進行分析。另外，還搭建了磁場作用下的流化床實驗臺，對實驗裝備進行了改進，對磁場作用下的流化床的流化特性作了實驗研究，得到了一些工況下流化床床層的壓降隨氣體表觀流速變化的曲線圖。通過數(shù)

3、值模擬和實驗研究，可以看出：磁場對流化床氣固兩相流動特性有著顯著的影響。磁場力的增大，使得流化床床層擾動減小，床層趨于穩(wěn)定。在磁場作用下，氣泡生成受到抑制，床層壓降變化減小，壓降分布均勻。在同樣流速下，磁場力大小與床層穩(wěn)定度成正比；在同樣磁場強度下，氣體表觀流速大小與床層穩(wěn)定度成反比；在磁場作用下的流化床中，起始流化速度與磁場強度無關(guān)，與顆粒直徑有關(guān)，起始流化速度與顆粒直徑成正比；當磁場強度足夠大時，流化床中存在明顯的磁穩(wěn)區(qū)；并且，磁穩(wěn)