發(fā)布時(shí)間：2017-05-12 21:06

  本文關(guān)鍵詞：流化床內(nèi)氣固兩相流流動(dòng)特性的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：節(jié)能與環(huán)保已成為當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展的兩大主題。循環(huán)流化床以其高效、低污染、燃料適用廣等優(yōu)點(diǎn)在電力行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是流化床因其自身的特點(diǎn)床內(nèi)的流動(dòng)過程較為復(fù)雜，研究流化床內(nèi)氣固兩相流的流動(dòng)特性對(duì)于全面認(rèn)識(shí)氣固兩相流具有重要的意義，并且可為床內(nèi)氣固兩相的傳熱、燃燒以及帶化學(xué)反應(yīng)的研究奠定基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，數(shù)值模擬作為與理論研究和實(shí)驗(yàn)研究的互補(bǔ)的一種重要的研究方法在稠密氣固兩相流的研究中逐漸受到重視。 本文將離散單元法和計(jì)算流體力學(xué)結(jié)合建立了考慮顆粒旋轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)模型，并在在自行開發(fā)的程序上對(duì)流化床內(nèi)氣固兩相流特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。計(jì)算得到床內(nèi)顆粒軸向和徑向混合的序列圖，形象地展示了床內(nèi)顆粒的混合過程，定量分析表明顆粒的軸向混合效果優(yōu)于徑向混合，提高流化風(fēng)速有助于加速顆粒的混合，并且徑向混合對(duì)流化風(fēng)速的敏感性高于軸向混合；模擬得到了分別考慮顆粒旋轉(zhuǎn)和不考慮顆粒旋轉(zhuǎn)時(shí)氣體速度場(chǎng)以及顆粒速度場(chǎng)、濃度場(chǎng)以及顆粒的平均轉(zhuǎn)速分布，重點(diǎn)分析了顆粒的旋轉(zhuǎn)對(duì)顆粒速度、床層膨脹高度和平均空隙率的影響以及影響顆粒轉(zhuǎn)速的因素，結(jié)果表明顆粒的旋轉(zhuǎn)不僅會(huì)對(duì)顆粒自身的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響也會(huì)對(duì)其所在的流場(chǎng)產(chǎn)生一定的影響，，顆粒平均轉(zhuǎn)速不僅與顆粒間的碰撞次數(shù)有關(guān)還與顆粒間的碰撞強(qiáng)度有關(guān)；對(duì)在不同的表觀氣速下密度和粒徑隨機(jī)生成的顆粒的分離特性的模擬結(jié)果表明，在表觀氣速較低時(shí)，不同密度和不同粒徑的顆粒均會(huì)出現(xiàn)分離的現(xiàn)象，提高表觀氣速后顆粒發(fā)生較為明顯分離的位置有所提高，顆粒分離的程度減弱。
【關(guān)鍵詞】：流化床 稠密氣固兩相流 離散單元法 流動(dòng)特性 數(shù)值模擬
【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】：2014
【分類號(hào)】：TK229.66;O359
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 選題背景及意義11-13
• 1.2 稠密氣固兩相流數(shù)值模擬方法13-15
• 1.2.1 顆粒擬流體模型13-14
• 1.2.2 顆粒軌道模型14-15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3.1 流化床內(nèi)顆粒混合的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展15-17
• 1.3.2 流化床內(nèi)顆粒旋轉(zhuǎn)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展17-19
• 1.3.3 流化床內(nèi)顆粒分離的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展19-22
• 1.4 本文主要工作22-24
• 第2章 氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型24-34
• 2.1 固相離散單元法的原理以及碰撞力學(xué)模型24-28
• 2.1.1 流化床內(nèi)顆粒的受力分析24-25
• 2.1.2 顆粒間的碰撞力25-26
• 2.1.3 氣體對(duì)顆粒的曳力26-27
• 2.1.4 顆粒的運(yùn)動(dòng)方程27-28
• 2.2 氣相計(jì)算流體力學(xué)方法原理28-31
• 2.3 氣固兩相間的耦合31-33
• 2.3.1 顆粒對(duì)氣體的體積作用力31-32
• 2.3.2 氣固兩相間的數(shù)據(jù)傳遞過程32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 流化床內(nèi)顆�；旌咸匦缘臄�(shù)值模擬34-42
• 3.1 模擬對(duì)象及模擬過程34
• 3.2 模擬結(jié)果34-39
• 3.2.1 軸向混合和徑向混合過程序列圖34-36
• 3.2.2 氣體速度分布36-37
• 3.2.3 顆粒速度分布37-38
• 3.2.4 顆粒的速度矢量圖38
• 3.2.5 顆粒濃度場(chǎng)38-39
• 3.3 顆�；旌铣潭鹊亩吭u(píng)價(jià)39-41
• 3.3.1 顆粒特征濃度的定義39-40
• 3.3.2 顆�；旌铣潭鹊亩吭u(píng)價(jià)結(jié)果40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 流化床內(nèi)顆粒旋轉(zhuǎn)特性的數(shù)值模擬42-50
• 4.1 模擬方法42
• 4.2 模擬結(jié)果42-49
• 4.2.1 流化過程圖42-44
• 4.2.2 顆粒速度分布44-45
• 4.2.3 氣體速度分布45
• 4.2.4 顆粒濃度分布45-46
• 4.2.5 床層平均空隙率隨床高變化趨勢(shì)46
• 4.2.6 顆粒碰撞次數(shù)分布46-47
• 4.2.7 顆粒轉(zhuǎn)速分布47-48
• 4.2.8 不同密度的顆粒轉(zhuǎn)速隨床高的變化趨勢(shì)48
• 4.2.9 不同直徑的顆粒轉(zhuǎn)速隨床高的變化趨勢(shì)48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 流化床內(nèi)顆粒分離特性的數(shù)值模擬50-62
• 5.1 不同密度顆粒分離特性的數(shù)值模擬50-56
• 5.1.1 顆粒的密度分布50-51
• 5.1.2 不同密度顆粒的流化過程圖51-52
• 5.1.3 氣體速度分布52-53
• 5.1.4 不同密度顆粒的速度分布53
• 5.1.5 床內(nèi)不同密度顆粒的體積分?jǐn)?shù)沿床高的分布53-55
• 5.1.6 不同密度顆粒的分離率55-56
• 5.2 不同粒徑顆粒分離特性的數(shù)值模擬56-61
• 5.2.1 顆粒的粒徑分布56-57
• 5.2.2 不同粒徑顆粒的流化過程圖57-58
• 5.2.3 氣體速度分布58
• 5.2.4 不同粒徑顆粒的速度分布58-59
• 5.2.5 不同粒徑顆粒沿床高的分布59-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果67-68
• 致謝68

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