振動(dòng)三相流化床流體力學(xué)和傳質(zhì)特性實(shí)驗(yàn)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(shè)備，高速湍動(dòng)的床層為相間傳質(zhì)提供很大的表面積，同時(shí)還具有床體自?xún)舻墓δ堋?本文在三相流化床中引入振動(dòng)，建立實(shí)驗(yàn)裝置，開(kāi)展了振動(dòng)三相流化床的流體力學(xué)和脫除模擬煙氣中SO<,2>的傳質(zhì)特性實(shí)驗(yàn)研究。分別采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)和因次分析法對(duì)三相流化床內(nèi)流體流動(dòng)和傳質(zhì)特性進(jìn)行模擬。 在流體力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)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(dòng)對(duì)三相流化床流場(chǎng)

2、的影響較復(fù)雜，在K=0～2.8范圍內(nèi)，提高振動(dòng)強(qiáng)度有利于床內(nèi)流化質(zhì)量的改善；K>2.8時(shí)振動(dòng)使得床內(nèi)液體和顆粒出現(xiàn)向上的同向運(yùn)動(dòng)，在分布板處形成大氣泡；對(duì)于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在K=2.8時(shí)，振動(dòng)對(duì)流化質(zhì)量的改善達(dá)到最佳效果。對(duì)三相流化床內(nèi)流體流動(dòng)進(jìn)行合理假設(shè)，簡(jiǎn)化了流體流動(dòng)的物理模型。采用歐拉模型建立三相流化床內(nèi)流體流動(dòng)的封閉方程。壓力．速度耦合用SIMPLE方法進(jìn)行處理，離散格式采用有限體積方法，用二維軸對(duì)稱(chēng)非穩(wěn)態(tài)求解。數(shù)值求解得到三相流化

3、床內(nèi)復(fù)雜的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、局部相含率和湍動(dòng)能的分布規(guī)律。實(shí)驗(yàn)拍攝到的流動(dòng)漩渦在數(shù)值模擬結(jié)果中有較好驗(yàn)證。數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)條件下得到的床層壓降進(jìn)行比較，結(jié)果吻合較好，誤差在±20％以?xún)?nèi)。在SO<,2>的吸收實(shí)驗(yàn)中，考察了振動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)拋物線走勢(shì)，在K=2.8處取得最大值。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用因次分析法進(jìn)行關(guān)聯(lián)，