喷动床DEM模拟曳力模型评价

针对喷动床DEM模拟中的曳力模型选择问题,利用CFD-DEM方法,对几种曳力模型在矩形喷动床模拟中的应用进行了讨论,研究采用标准k-ε模型和Beer & Johnson表达式考虑湍流和滚动摩擦的影响.结果表明:Arastoopour、Syamlal & OBrien和Tsuji模型均可较好地预测流动结构和空隙率、颗粒速...     

基于双流体模型的烟气喷动床脱硫过程的数值模拟

以气固两相流体动力学为基础,采用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论,引入复相催化脱硫反应动力学模型,对喷动床应用活性炭颗粒脱硫的过程进行模拟。获得了喷动床具有喷射区、环隙区和喷泉区的流动状态,分析了床内气目的速度矢量分布及SO2质量分数的分布情况。结果表明：喷动床内环隙区脱硫效果最好,且流经环隙区烟气量占总进气量的60％-859／6,说明喷动床内特有的流动状态有利于烟气的脱硫。当表观速度由1.099m／s减小到0.732m／s时,喷动床的脱硫效率提高25％。因此在保证喷动床稳定工作的情况下,适当减小入口的烟气速度,有利于提高活性炭喷动床的脱硫效率。     

活性半焦在喷动床内脱硫过程的数值模拟

提出将炭法烟气脱硫工艺结合喷动床技术来脱除烟气中的SO2,以达到节能减排的目标.以气固两相流体动力学为基础,采用欧拉双流体模型及颗粒动力学理论,引入修正的非均相脱硫动力学模型,对喷动床应用活性半焦颗粒脱硫的过程进行模拟.获得了喷动床具有喷射区、环隙区和喷泉区的流动状态及床内SO2浓度的分布情况.通过对不同工况下模拟结果...     

导向管充气喷动床的流动与传热特性研究

在直径９２ｍｍ的有机玻璃制导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气为喷动和充气气体,在导向管充气喷动床的最大允许充气速度范围内,考察充气速度对导向管充气喷动床的最小喷动速度、床层压降、中心喷泉高度的影响,采用示踪粒子的方法,研究充气速度对颗粒在壁效应区的下移速度的影响。并考察了热模装置内充气速度对壁与床层间传热系数的影响。结果表明：充气有利于导向管喷动床的喷动床的喷动及操作稳定性;充气     

PIV技术在喷气织机主喷嘴流场测量中的应用

将粒子图像测速(PIV)技术应用到喷气织机主喷嘴流场测试系统,对观测的粒子图进行处理得到主喷出口速度、矢量图、等速度场图、出口速度衰减图,经分析讨论,得到主喷嘴最大速度范围和速度衰减范围.实验结果揭示了主喷嘴流场分布情况,为数值模拟和进一步研究提供了参考.     

500t/d油页岩干馏系统的半焦燃烧输送数值模拟

油页岩半焦喷动床作为以固体热载体为主的油页岩干馏工艺中的重要设备,有着经济有效的燃烧方式。针对500 t/d油页岩干馏系统内的半焦喷动床燃烧输送装置,应用计算流体力学软件,采用非预混燃烧模型,对油页岩半焦喷动床内部的传热及燃烧进行数值模拟。建立了油页岩半焦热解和燃烧的模型,得到了油页岩半焦喷动床内部的温度、氧气、二氧化碳的分布。结果表明:在喷动床内形成喷射区、环隙区、喷泉区的分布明显。在顶部的喷泉区燃烧剧烈,温度变化均匀,氧气摩尔分数较低,二氧化摩尔分数较高。     

大直径喷动床流动特性的研究近况

本文介绍了大直径喷动床流体力学的研究近况,其中包括喷动的稳定性条件,最低喷动速度,喷动床压降,喷管形状及计算,环形区气速的分布.对于工业规模喷动床设计,具有一定的参考价值.     

喷动床粉体混合机混合性能的数值模拟

喷动床中粉体的混合本质上是气固两相流动问题,为研究喷动床中粉体的混合性能,采用数值模拟的方法,研究了直径为165μm的同种淀粉颗粒在喷动床混合机中的混合过程及运动行为规律.研究结果表明:在喷动床混合机中,粉体的运动区域主要包括喷射区、喷泉区和环隙区,粉体的混合主要发生在喷泉区;粉体在喷动床中循环运动的周期约为9.4 s...     

脉冲袋式除尘器喷吹管非稳态数值模拟

清灰是袋式除尘器的过滤再生循环过程,而喷吹管作为脉冲清灰系统的重要组成部件之一,其各个喷嘴流量及流场分布特性直接影响清灰性能。针对清灰过程喷吹时间短、速度变化快的特点,建立了喷吹管的非稳态流场理论模型,对2种喷嘴结构类型的喷吹管进行了数值模拟,分别得到并分析了其喷嘴出口质量流量分布情况、出口速度时间曲线及静压分带隋况,为袋式除尘器清灰系统优化设计提供指导。     

带孔的导向管充气喷动床的流动特性

在Φ９２ｍｍ的有机玻璃导向管充气喷动床反应器内,以玻璃珠为实验物料,以空气作流动介质,在导向管的管壁上开孔,考察导向管的开孔率对导管管充气喷动床的床层压降、最小喷动速度、最大允许充气速度以及颗粒在壁效应区下移速度的影响。结果表明：随开孔率的变化,其床层压降曲线仍呈峰值变化,而且开孔率增加,床层操作压降减小。开孔后最小喷动速度略有增加,而最大允许充气速度有所减少,但开孔率为１时的最小喷动速度和最大允     

三维喷动床气固两相流数值模拟

叙述了采用颗粒离散和计算流体动力学相结合的方法模拟三维喷动床流化结果.单颗粒运动通过牛顿第二运动定律进行求解,气体运动通过求解N-S方程.气固两相之间的耦合是由牛顿第三运动定律来实现.模拟床体尺寸为0.11×0.012×0.9m,在单一喷口,入口风速22m/s条件下,对2000个颗粒直径为5mm、密度为2700kg/m3的颗粒进行了模拟.结果表明:在3D喷动床中,颗粒存在宏观运动,中心区颗粒自下而上运动,近壁区颗粒自上而下运动,中心区和近壁区的颗粒运动构成了床内颗粒整体循环运动;在靠近底部的近壁处,颗粒运动存在一定的滞止区.     

喷射流场及其辐射声场数值模拟

为研究喷管结构对射流噪声的影响,采用大涡模拟对不同截面形状喷口形成的非定常湍射流场进行了数值模拟.在流场计算的基础上,结合Ffowcs Williams-Hawkings积分方程对远场声场进行了计算,得到不同喷管结构对应的湍射流场的流动结构及其辐射噪声的频谱特性.计算结果表明,椭圆形截面喷管的出口附近存在大量的旋涡结构,增大了射流边界层处的气流掺混,从而降低了射流核心区的长度,有效抑制了喷射噪声,在5种不同结构的喷管中,椭圆形截面的喷管对应的辐射声压最低,而矩形喷管对应的辐射声压最高;在射流方向的30°～75°扇形区域内,辐射声信号最强且存在明显的指向性.     

气粉两相流壅塞现象的实验研究及在高炉喷煤中的应用

实验测定了是否安装声纳喷管条件下模拟高炉喷煤装置的煤粉流量分配精度,证明气粉两相流在声纳喷管中达到壅塞时,煤粉的分配精度较未装喷管时有很大的提高。分析了喷管中达到壅塞所需的条件是要喷管前后的压力比要大于临界压力比,并提出了计算临界压力比的经验式。将实验结论与两相平衡流理论进行比较,建立了气粉流表观音速计算公式。     

Influences of friction drag on spontaneous condensation in water vapor supersonic flows

A mathematical model was developed to investigate the water vapor spontaneous condensation under supersonic flow conditions. A numerical simulation was performed for the water vapor condensable supersonic flows through Laval nozzles under different flow friction conditions. The comparison between numerical and experimental results shows that the model is accurate enough to investigate the supersonic spontaneous condensation flow of water vapor inside Laval nozzles. The influences of flow friction drag on supersonic spontaneous condensation flow of water vapor inside Laval nozzles were investigated. It was found that the flow friction has a direct effect on the spontaneous condensation process and therefore it is important for an accurate friction prediction in designing this kind of Laval nozzles. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50676002), the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 20040005008) and the Beijing Best Innovation Person Selecting Project (2006)     

导向管充气喷动床流动行为研究

在直径92mm的导向管喷动床内，引入充气，对充气对喷动床环形区内颗粒床层的压降、颗粒循环速率以及环形区内气体分布进行研究．研究发现：在临界充气速度范围内，环形区内颗粒床层的压降、颗粒循环速率均随充气速度增加而增加；环形区内气体速度随充气流量的增加而增加，且存在一个使颗粒床层保持稳定移动床的临界充气速度．建立导向充气喷动床的流动行为数学模型，计算值与实验值吻合，可作为导向充气喷动床设计与操作的参考。     

颗粒物在矩形管道内流动的PIV实验研究

对水平管道内颗粒物运动规律进行研究。应用粒子图像测速（PIV）技术,在不同的气体流量下,对矩形管道在两种不同结构下的气固两相流的流动情况进行了测量,得到了平直通道和带肋通道中气体及固体颗粒的时均速度场,并分析比较了管道结构及气体流量对速度和粒子沉积的影响,发现加肋有助于粒子的沉积,且使通道内流动状态发生了较大改变。对深入了解管道内气固两相流动状况及数值模拟结果的评价提供了参考。     

岸坡植被对复式河道水动力特性影响的数值模拟

广泛分布于天然河道岸坡的植被能够改变河道水流特性,进而影响坡脚淘刷、河岸稳定及河道形态演变趋势。为精细揭示岸坡植被对复式河道水动力特性的影响,提出植被固壁边界处理方法,利用雷诺应力模型封闭紊流控制方程构建了复式河道三维水动力数学模型,并对复式河道水流特性进行了模型验证,模拟结果与实测结果吻合较好。将该模型应用于岸坡有植被的复式河道水流特性研究,对比非淹没刚性植被、淹没刚性植被、淹没与非淹没刚性植被交替和无植被情况下流速、流量、河床剪应力、雷诺应力以及紊动能分布的差异。结果表明：岸坡植被加剧了滩槽间横向动量交换,引起二次流涡旋数量、强度和范围的增加,同时使得横断面流速、流量分配、河床剪应力、雷诺应力及紊动能在滩槽交界区显著减小,紊动交换在临近植被的周边区域明显增加。其中岸坡种植非淹没刚性植被时效果最为显著,相比无植被情况,二次流涡旋数量增加了一对,岸坡植被区流速、流量分配、河床剪应力、雷诺应力及紊动能大幅减小,甚至趋近于零,而临近植被的周围区域紊动交换剧烈,无量纲化的紊动能值可达到20。