流化床反应器数值模拟应用研究

流化床反应器在Fluent数值模拟中,几何尺寸较大给网格划分和Fluent模拟带来困难,通过研究分析,相似性原理可以解决这一矛盾.本文就是通过对原模型进行几何相似设定,对原模型和缩小模型进行动力相似和运动相似研究.最终得出结论:①采用相似性原理,对流化床反应器进行缩小模型后模拟研究,理论上可行,而且试验结果也能满足实际...     

流化床反应器数值模拟应用研究

流化床反应器在Fluent数值模拟中,几何尺寸较大给网格划分和Fluent模拟带来困难,通过研究分析,相似性原理可以解决这一矛盾。本文就是通过对原模型进行几何相似设定,对原模型和缩小模型进行动力相似和运动相似研究。最终得出结论：①采用相似性原理,对流化床反应器进行缩小模型后模拟研究,理论上可行,而且试验结果也能满足实际...     

三相流化床反应器流体力学研究

论述了诸因素对固含率、床层压降及起始流化速度的影响,并用多元逐步线性回归法关联了各影响因素之间的关系。实验结果可为三相床反应器的开发提供研究依据。     

循环流化床燃烧器的一维拟流体数值模拟

针对过程工程研究所(原化工冶金研究所)建造的0.2 MW快速流化床燃烧反应器进行了建模仿真. 模型采用拟流体的处理方法,即：(1) 炉膛内的气体和固体物料是连续发展分布的,因而可以用微分方程组的形式来表达炉膛内气体和固体物料的质量衡算关系;(2) 燃烧器中的流动参数分布采用颗粒流体动理学封闭的拟流体模型进行计算,计算得到的空隙率、颗粒速度等参数耦合至反应、传热等过程的方程中求解. 与相应的实验结果对比,模型预测值在出口点与实际情况吻合.     

提升管三相流化床内流动特性研究

在以牛顿和非牛顿流体为液相的提升管三相流化床内研究了粒子循环条件、床层气含率和液体循环速率等变化规律.考察了中心管和环隙气含率的差别及其对液相循环的影响,并引入广义雷诺数,得出计算气含率的关联式.     

流化床气固流动二维数值模拟

为了获得流化床中床层在不同气速下的流动特性,根据某一生物质发电厂中的HX220/9.8-IV1型纯烧生物质的循环流化床锅炉进行二维建模,通过FLUENT软件对床层冷态流态化进行二维数值模拟,调整一二次风入口风速以获得不同的表观气速,得到了鼓泡床、湍动床以及快速床的气固流动状态,并在快速床的基础上模拟了床层在气流作用下的稀相输送状态。模拟结果清晰展示了各个状态下的床层颗粒的分布情况。     

三相逆流化床的研究进展与展望

三相逆流化床(TPIFB)作为一种新型的流化床反应器,具有诸多优点及巨大的应用前景。本文首先介绍了TPIFB的结构、原理和特点,综述了TPIFB基础研究和应用研究。基础研究的阐述主要包括:流型、压力降、最小流化速度、相含率、停留时间分布、气泡行为、传质和传热等流体力学特性的重要性;操作条件和流体物性对这些流体力学特性的影响规律;一些重要流体力学特性参数的数学模型及数值模拟研究等。TPIFB应用研究主要介绍了其在装置优化、含油废水处理及其他工业废水处理等方面的研究进展和主要成果。最后指出TPIFB瞬态和微观研究较少、实验研究方法单一、实验结论缺少定量关系、实验模型和方法存在局限性、应用性研究少而分散等是目前阻碍TPIFB工业化应用的主要问题,并展望了其今后的主要研究方向,包括反应器装置设计和开发、数值模拟结合实验考察TPIFB瞬态和微观特征、过程优化机理模型与反应器模型的建立、反应器放大及应用性研究。     

烟气脱硫三相流化床反应器的数学模拟与预测放大

研究了 0 .1m和 1m两种直径烟气脱硫三相流化床反应器冷态试验装置的性能 ,利用计算流体力学模型和数值计算方法模拟了反应器内气含率分布、液体轴向速度、压降、SO₂ 浓度轴向分布与反应器出口的SO₂ 浓度 ,获得了将反应器放大到 1m塔径的计算敏感参数C_w 的关联式 ,预测了反应器直径对塔内气含率分布和压降的影响     

三相复合生物流化床反应器处理废水性能研究

提出和设计了一种新型的自充氧式复合生物流化床反应器，将该反应器应用于合成废水的处理，考察了反应器的挂膜以及停留时间、气水比，容积负荷等对COD去除率的影响，研究结果表明，该反应器在处理废水时，停留时间可达2h和1．5h,COD容积负荷提高到8．56和12．63kg/d.m^3，效率比同类反应器高1倍以上，气水比也有所下降，仅为32－34，具有停留时间短，能耗低，是一种高效的新型生物流化床反应器。     

变截面流化床理论模型及数值模拟

基于双流体模型,在一定假设的条件下推导得到了用于描述变截面床流化过程的局部平衡模型。对于局部平衡模型,空间导数项的离散采用五阶精度的WENO有限差分格式,时间导数项的离散采用TVD Runge-Kutta型的离散格式,对流量突变后的瞬态过程进行了模拟,得到固相体积分数在整个变化过程中沿床高的分布以及床高变化规律和床层表面颗粒速度变化曲线。对于流量突增过程,在床内不同位置形成了一系列的连续波,当所有的连续波到达床面整个变化过程结束。而对于流量突然减小过程,将会有固相体积分数间断在分布板处形成,当所有间断到达床面时,塌落过程结束。     

循环流化床气固流动行为的数值模拟

采用欧拉-欧拉双流体模型,在Fluent数值模拟平台上对循环湍动流化床进行了研究。采用Gidaspow模型分段描述密相湍动和稀相循环输送区气固的相互作用,考察了反应器内压力、颗粒浓度等气固湍动特性参数的变化。CFD的模拟结果表明反应器中压力分布较为均匀;固体颗粒相和气体相间隙成絮状分布,在轴向中心区域颗粒浓度分布较为均匀;边壁区域颗粒浓度变化较大,存在强烈的气固相互作用。     

喷动流化床流动特性数值模拟

为了捕捉喷动流化床中微观层次上的颗粒运动信息,建立了基于CFD的二维非稳态喷动流化床欧拉-欧拉两相流模型。分析了不同流化气速对喷动流化床气固流动特性的影响,即不同工况下的炉内压力降、颗粒浓度、床内空隙率分布、气体速度分布和固体颗粒速度分布。数值模拟研究结果表明:随流化气速的增大,压降和炉内平均空隙率逐渐增大,密相床层高度逐渐增加,沿着轴向方向的气体流量增大,喷动气的射流深度逐渐增加,同时射流半径也逐渐增加。     

气液固三相流化床中局部相含率的随机分析

本文利用Markov过程原理获得了描述三相流化床中局部相含率的随机模型,并进行了实验验证,发现拟合很好.     

流化床冷模布风板数值模拟研究

利用计算流体动力学(CFD)软件包fluent,研究流化床反应器中的气流通过冷模布风板时压降过大的问题。采用正交数值模拟仿真实验对不同的开孔形式和不同的开孔直径进行研究,分析了流化床内的速度场、压力场,确定出:(1)布风板开孔直径越小,压降越大,但流化床内的速度场越容易达到稳定;(2)布风板中心处尽量不要开孔;(3)布风板开孔直径相同时,排列方式为等边三角形比正方形时压降更小。     

单段三相流化床反应器平均滞留时间研究

以空气－水为介质，研究了空心球、多孔球填料单段三相流化床反应器滞留时间与各种工况的关系。并给出计算平均滞留时间的关联式。     

喷嘴角度对循环流化床脱硫工艺塔内流动特性影响的数值模拟

循环流化床脱硫工艺(CFB-FGD)是一种国际上新兴起的用于锅炉尾部烟气、先进的半干法烟气脱硫技术,由于建立脱硫实验台成本较高,为了改进循环流化床脱硫塔内喷嘴布置角度所造成的脱硫塔内区域不均匀气流场,本文采用拟均相模型对脱硫塔内的流场进行了数值模拟计算,讨论了喷嘴布置角度(-30°、0°和30°)对脱硫塔内气液固三相流场的影响机理,结果表明:3种喷嘴布置角度下,喷嘴呈-30°布置时,脱硫塔内的流场不均匀性降低,脱硫剂颗粒体积分数分布较均匀,有利于气液固三相的混合,有利于脱硫塔内化学反应的进行。     

循环流化床气固流动行为的数值模拟

采用欧拉-欧拉双流体模型,在Fluent数值模拟平台上对循环湍动流化床进行了研究。采用Gidaspow模型分段描述密相湍动和稀相循环输送区气固的相互作用,考察了反应器内压力、颗粒浓度等气固湍动特性参数的变化。计算流体力学(CFD)的模拟结果表明:反应器中压力分布较为均匀;固体颗粒相和气体相间隙成絮状分布,在轴向中心区域颗粒浓度分布较为均匀;边壁区域颗粒浓度变化较大,存在强烈的气固相互作用。     

异丁烯齐聚固定床反应器的模拟

利用高压微反实验装置，在排除了外扩散影响的基础上，利用集总的方法建立了异丁烯齐取反应集总动力学模型，并对该模型进行了求解，获得了该反应集总宏观动力学方程；对φ30mm的固定床反应器建立了一维拟均相模型，结合集总动力学方程对该反应器进行了模拟，实验结果与模拟结果吻合，证明动力学模型与反应器模型是可行的。     

氧气顶吹转炉的三相流数值模拟

对超音速氧气射流作用下85 t转炉熔池中的渣液和钢液进行了多相流数值模拟研究,分析了熔池内钢液的速度场. 结果表明,随喷吹枪位升高,射流冲击形成的渣坑和钢液凹坑的直径变大,而渣坑与钢液凹坑的深度变小. 当枪位从1.2 m提高到1.8 m时,射流冲击形成的钢液凹坑的直径从1.359 m提高到1.566 m,凹坑深度从0.187 m降低到0.157 m. 同时钢液面下0.2 m处钢液的最大速度从0.48 m/s降低到0.27 m/s;而在熔池液面下0.8 m处,最大速度由0.06 m/s增加到0.09 m/s. 高枪位下熔池钢液速度分布更均匀.