【摘要】：氣固流化床以其燃料來(lái)源廣、適應(yīng)性強(qiáng),氣固流動(dòng)可操控等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在能源,化工等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。在流化床內(nèi)稠密氣固兩相流體系中,由于流體相與固體相相互作用直接影響到床內(nèi)質(zhì)量、動(dòng)量與能量交換以及反應(yīng)速率與效率,因此,深入探討流化床內(nèi)氣固流動(dòng)機(jī)理對(duì)流化床反應(yīng)器設(shè)計(jì)制造與精準(zhǔn)操控具有重要意義。基于LBM-DEM耦合的數(shù)學(xué)模型,綜合考慮固體運(yùn)動(dòng)對(duì)流場(chǎng)的影響,氣相采用修正后的格子Boltzmann方法計(jì)算,顆粒相采用離散單元法軟球模型處理,流固耦合采用Gidaspow曳力模型,從介觀角度深入剖析了單孔、多孔射流稠密氣固流化床內(nèi)流動(dòng)機(jī)理。采用Fortran語(yǔ)言編程對(duì)上述模型進(jìn)行求解,對(duì)比了數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)得到的顆粒瞬時(shí)流化過(guò)程圖,有效驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。研究了單噴口系統(tǒng)與多噴口系統(tǒng)瞬時(shí)空隙率、顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡、顆粒擬溫度與速度以及能量等典型參數(shù)變化。結(jié)果表明:通過(guò)對(duì)瞬時(shí)孔隙率的分析可將流化區(qū)域分為噴動(dòng)區(qū)、環(huán)核區(qū)與死區(qū);顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡與其碰撞力一一對(duì)應(yīng);顆粒擬溫度與速度呈現(xiàn) 中間高,兩端低‖的分布特點(diǎn);顆粒勢(shì)能與動(dòng)能隨流化過(guò)程的進(jìn)行而波動(dòng)且勢(shì)能大于動(dòng)能。單噴口射流氣速增加時(shí),噴泉區(qū)隨之?dāng)U大;而在多噴口系統(tǒng)中,位于中心射流區(qū)域的顆粒獲得較高動(dòng)量,使得床層膨脹高度提高27.50%,時(shí)均空隙率范圍擴(kuò)大,顆粒擬溫度升高,而在床層底部噴泉區(qū)出現(xiàn)明顯射流合并,且射流合并高度隨噴口數(shù)量的增加而降低28.57%,顆粒勢(shì)能增加66.07%,動(dòng)能減少48.48%。
【圖文】：

圖 2-4 顆粒之間碰撞細(xì)節(jié)離小于兩顆粒半徑之和時(shí)，則可視為兩顆粒以分解為法向力n ,ijf 和切向力t ,ijf 。解為法向彈性力cn ,ijf 和法向阻尼力dn ,ijf ，切向阻尼力dt ,ijf 。顆粒自身重力為im g ，受到流體-5 所示。jifct,ji+fdt,jifcn,ji+fdn,jiωjmjgff jωiff i

統(tǒng)的顆粒流動(dòng)為研究對(duì)象，應(yīng)用了數(shù)值模擬。驗(yàn)裝置，床的中心孔入射速度為25 m、0.054 m和 0.001 m。由于所選很難對(duì)顆粒的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。因 m，，以此作為噴動(dòng)過(guò)程的初始時(shí)。具體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖 3-1 所示。尺寸如圖 3-2。詳細(xì)模擬參數(shù)見(jiàn)表相與壁面邊界采用滑移邊界。1 256
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TK229.66

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張博;王利民;王小偉;張現(xiàn)仁;葛蔚;李靜海;;基于格子玻爾茲曼方法的單孔射流鼓泡床的離散顆粒模擬[J];科學(xué)通報(bào);2013年02期

2 周國(guó)峰;王利民;王小偉;熊勤鋼;葛蔚;;基于時(shí)驅(qū)硬球算法與格子玻爾茲曼方法的顆粒流體系統(tǒng)直接數(shù)值模擬[J];科學(xué)通報(bào);2011年16期

本文編號(hào)：2667501