31582.加壓條件下氣固流化床流動(dòng)和傳熱特性的cfd模擬研究

1、分類號：TQ021密級：UDC：華東理工大學(xué)學(xué)位論文加壓條件下氣固流化床流動(dòng)和傳熱特性的CFD模擬研究黃克松指導(dǎo)教師姓名：徐心茹教授華東理工大學(xué)化工學(xué)院申請學(xué)位級要JlJ碩士專業(yè)名稱：化學(xué)工藝論文定稿日期：2014516論文答辯日期：2014523學(xué)位授予單位：華東理工大學(xué)學(xué)位授予日期：答辯委員會(huì)主席：程振民教授評閱人：毛信軍高級工程師楊敬一副研究員華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁加壓條件下氣固流化床流動(dòng)和傳熱特性的CFD模擬研究摘要本文

2、采用ANSYSCFX軟件對聚乙烯氣固流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)和傳熱進(jìn)行模擬，針對D=015m，H／D=60的流化床建立CFD模型，考察顆粒粒徑、壓力、進(jìn)氣溫度和進(jìn)口氣速的影響；通過對工業(yè)裝置流化床進(jìn)行模擬，考察流化床尺寸和多分散顆粒的影響。對D=015m，H／D=60的流化床建立加壓條件下三維CFD模型，通過網(wǎng)格靈敏度分析確定網(wǎng)格數(shù)，比較Wen&Yu和Gidaspow曳力模型得到的床層膨脹比和壓降，發(fā)現(xiàn)Wen&Yu模型更準(zhǔn)確。床層膨脹比、床

3、層壓降、臨界流化速度的模擬值與公式計(jì)算值相吻合，說明所選模型參數(shù)適用于本氣固體系。研究表明：顆粒粒徑由350“m增大到550Itm，出現(xiàn)明顯的顆粒聚集，固含率軸向和徑向分布均勻性變差：顆粒相溫度升高，床層溫度徑向分布的最高值變化較小，最低值升高；粒徑為350Itm時(shí)氣泡較大，粒徑增大氣泡減小。壓力增加，固含率軸向分布范圍變窄，徑向分布的最高值減小，顆粒聚集緩解；顆粒相和氣相溫度降低，溫度徑向分布范圍變窄，高溫區(qū)域面積減小。進(jìn)氣溫度升高，

4、顆粒相和氣相溫度均等差遞增。當(dāng)氣速由024m／s增大到036m／s，固含率軸向和徑向分布均勻性提高；氣速越低床層底部的顆粒堆積越多；氣速增大顆粒相和氣相溫度降低，溫度徑向分布的最高值降低。顆粒粒徑、壓力、進(jìn)氣溫度和進(jìn)口氣速對床層固含率分布和溫度分布的均勻性具有明顯影響。優(yōu)化的操作條件為：壓力20MPa，進(jìn)氣溫度3182K，進(jìn)口氣速030m／s。工業(yè)裝置流化床膨脹高度模擬值為178m，誤差小于29％；密相區(qū)固含率軸向分布范圍為025～02