贴体坐标系下喷动床内气固两相流体动力特性的数值模拟

采用稠密固相动力-摩擦应力模型,建立喷动床内气固两相双流体模型．应用贴体坐标系使得计算网格与喷动床的倒锥体边界相一致．通过数值模拟获得喷动床内喷射区、环隙区和喷泉区内颗粒速度及浓度分布．计算结果表明,喷泉区具有强烈的气固两相质量和动量交换．当倒锥体倾斜角度达到60°,在射流入口处形成一瓶颈．研究表明颗粒间滑动-滚动摩擦应力对环隙区颗粒流动具有明显的影响．     

流化床反应器内气固两相流动特性的研究

基于颗粒动力学理论模拟颗粒相流动,应用流体与颗粒两相流理论考虑两相相间作用,建立了流化床核反应器内多相流流动的计算流体动力学模型,数值模拟研究了流化床核反应器内的流体动力行为。计算结果表明,应用Gi-daspow曳力模型得到的沿截面颗粒浓度分布与已有实验结果的分布趋势比较接近。在中心喷射区的中心处颗粒浓度较高。随着径向距离的增大,逐渐降低到局部最小值后颗粒浓度逐渐上升。在环隙区域内颗粒浓度基本保持不变。分析了流体与颗粒间作用力、颗粒弹性恢复系数等对流化床核反应器内流体动力特性的影响。研究表明,颗粒碰撞恢复系数越大,流场内沿截面颗粒浓度分布变得越均匀。     

循环流化床惯性分离器内气固两相流动的数值模拟

对循环流化床锅炉气固分离器的研究手段进行了初步分析，提出采用脉动频谱随机轨道模型数值模拟Ｕ型和鳍片束惯性分离器内气固两相流的流动性特性，为深入研究分离器提供了一种有效的手段，计算结果表明，采用的方法较好地模拟了惯性分离器内气流动与颗粒的运动轨迹，计算的分级效率曲线与试验值较为吻合。     

循环流化床中的气固两相传热模型

循环流化床中存在着分散固体颗粒的连续上升气相和相对紧密的颗粒团两部分,颗粒团聚物对气固两相传热有着重要的影响。采用拟Boltzmann动力学方法描述循环流化床中颗粒团的动力学行为,建立了循环流化床中气固两相间传热过程的理论模型,对气体表观流速、固体颗粒循环率等对气固传热系数沿床高分布规律的影响进行了分析和讨论。模型计算结果与参考文献中的实验数据进行了比较,两者符合较好。     

流化床气液两相流数值模拟研究

文中利用Fluent软件对流化床反应器内气液两相流进行数值模拟,通过改变进气速度、气泡直径来研究操作参数对流化床反应器内气液两相流速度场和气含率的影响。从模拟结果分析比较可以看出,增大进气速度能够增加液相循环速度和气含率;减小气泡直径能够增加反应器内气含率,但会降低液相循环速度。研究结果对流化床反应器的设计及应用具有一定的参考价值。     

流化床提升管内气固两相流动压降的预测及试验验证

提出了提升管压降的计算公式,并考虑了两个模型用于计算提升管中颗粒相的速度.搭建了双循环流化床冷态试验装置台,利用差压变送器对气固提升管内轴向压降进行了系统测试,研究了颗粒循环流率对压降的影响.将利用提升管压降公式计算得到的压降与试验测得的压降进行了比较.结果表明:在提升管加速段,假定提升管气固两相的滑移速度等于颗粒相的终端速度,将计算得到的颗粒相速度代入压降计算式中,得到的预测值与试验值比较吻合;在提升管充分发展段,将利用滑移因子ψ计算得到的颗粒相速度代入压降计算式中,得到的预测值与试验值较吻合.     

鼓泡流化床宽筛分颗粒气固两相流动的流体动力学

应用颗粒动理学，考虑气体与颗粒、颗粒组分以及组分内颗粒间的相互作用，建立宽筛分颗粒气固两相流双流体计算模型。研究鼓泡流化床内气固两相流体动力特性和颗粒分层的机理。数值模拟结果表明：鼓泡流化床内的流体动力学受颗粒尺寸分布以及颗粒间能量耗散和传递的影响。为了从基本流体动力模型中获得真实的床内气固两相流体动力行为，正确地考虑颗粒尺寸分布及颗粒能量耗散的作用是十分重要的。     

循环流化床锅炉旋风分离器内气固两相流动的数值模拟

为研究旋风分离器内部气固两相流动的特征，本文应用FLUENT5.4.8软件对某厂50MW级别的旋风分离器内部气固两相流动进行了数值模拟，在此基础上，本文又分别对中心筒长度减半，变梯形入口为弧形引导入口，增加筒径的三种改进模型重新进行了计算，并得出了有用的结论，这些数值模拟的结果对新型旋风分离器的设计、运行和改造等均具有指导意义。     

鼓泡流化床气固两相流动特性的数值模拟

本文基于气固两相欧拉-欧拉双流体模型,对多孔布风鼓泡流化床内气固两相流流动特性进行了数值模拟,研究了床内压力分布,气泡的运动行为,以及气相和颗粒相速度的分布情况,并将模拟结果与相应实验数据进行比较。结果表明所用模型能较好的预测流化床内气固两相流的流动特性,模拟结果与实验结果吻合较好。     

三维旋流喷动流化床气固两相流动特性模拟

为了从理论基础上研究带风帽的旋流喷动流化床干燥器内气固两相流流动特性,采用欧拉多相流模型对一台旋流喷动流化床试验台进行三维数值模拟,分析了各种不同底部进风速度V底与切向进风速度V切比例对旋流喷动流化床干燥器内的气体速度分布和颗粒速度分布特性的影响,以及当V底/V切为30 m·s-1/30 m·s-1时,探讨了气固流动状态随时间的变化规律。研究结果表明:增大V切,有利于增加近壁面区域的气体流动速度和促进气固相的充分混合,增加气体和颗粒相的接触面积,有利于减少气相流动死区,降低黏性物料对筒体壁面的粘附程度。但由于切向风的卷吸作用所形成的负压会导致轴向气流减弱,不利于筒体中心区域气流的轴向发展,降低了轴向风对颗粒层的穿透效果。     

鼓泡流化床流动特性的欧拉-离散单元方法模拟

利用欧拉—离散单元方法对气固射流流化床内的流体动力学特性进行了数值模拟。在模型中把气相作为连续介质处理，采用欧拉方法建立其动量及质量守恒方程；对固体颗粒相则采用属于拉格朗日范略的离散单元方法(DEM)模拟；气固两相之间的相互作用采用DiFelice经验关系式反映。利用该模型模拟了流化床内初始阶段的气固两相流动特性。此外，由于气泡特性对流化床的流化质量具有重要的影响，故利用频谱分析理论对床内的模拟压力信号时间序列进行了分析，得出了在几个典型入口气速下的气泡统计生成频率，数值模拟结果与有关实验结果定性一致。     

高温鼓泡流化床的流化行为

床层温度在20－1000℃范围内,以4种粒径的煤灰为实验物料,研究了不同表观气速下最小流化速度,床层平均空隙率,压力波动标准偏差和主频的变化规律,最小流化速度随床层温度升高而减小;相同床温下,平均空隙率随表观气速升高而增大,不同床温下,压力波动偏差随流化数增加而增大。相同流化数时,B类颗粒的压力波动标准偏差受床层温度变化影响较小,而D类粒子随床层温度升高压力波动标准偏差减小,胡着流化数增加,压力波动主频减小。     

基于小波变换的鼓泡流化床压力波动信号的分析

运用小波变换对鼓泡流化床内压力信号进行多尺度分解 ,并计算各尺度高频信号的功率谱积分 ,由此来对鼓泡床压力波动信号所含的丰富信息进行分析 ,这种分析方法充分体现了小波分析的优越性。通过对GeldartD类床料的实验、研究得出分解时选用的最佳小波基随流化速度变化的规律 ;尺度 6及尺度 5对应的高频信号分别可以表征气泡在床表面的破裂及在布风板附近的形成 ,尺度 4的高频信号是由气泡沿床层上升而引起的 ,这在以往使用傅立叶变换或只用功率谱分析是无法得出的。结果表明 ,小波变化结合功率谱分析是一种分析鼓泡流化床内压力脉动信号的有效方法     

流化床流体动力特性的图像处理方法研究

主要通过图像处理手段对流化床内气固两相流动特性进行定性和定量研究分析。首先在流化床冷态实验台上做了一组不同流量下气固两相流动特性的实验 ,然后用CCD摄像头把这些原始图像采集下来 ,再通过计算机对原始数据进行后处理 ,采用Matlab对这些原始图像进行处理 ,取得了不错的效果 ,并可近似计算出一些基本的物理量 ,如颗粒浓度 ,空隙率等。     

135 MW循环流化床锅炉流动模型

针对135 MW循环流化床的特点,建立了密相区和稀相区的流动模型.并进行了宽筛分的处理.沿着床层轴线方向把稀相区均匀划分20个区段,沿着径向将每个区段划分为核心区和环形区,形成了连续的核心小室和环形小室,认为每个核心小室和环形小室内气固流动参数均匀,这样分别建立了每个核心小室和环形小室的流动模型.通过仿真计算表明,在布风板17 m以上,固体颗粒夹带流率沿炉膛高度呈缓慢下降的趋势;核心小室的空隙率较大,环型小室空隙率较小,在布风板9.8 m以上空隙率增大平缓;在密相区表面附近环型室厚度达到最大值,其后沿着炉高逐渐减少,在不到炉膛出口环型区就已经消失.所建的流动模型能够反映135 MW循环流化床锅炉的流动特性.     

高温鼓泡流化床的压力波动

在内径82mm，高1500mm的不锈钢流化床中，采用4种不同粒径加压流化床灰为实验物料，通过统计分析，功率谱分析和小波分析研究了流化床操作温度由室温至1000℃变化时压力波动行为。研究显示，灰在不同温度下随着流化数增加压力波动偏差增大。B类颗粒，流化数相同时，床层温度升高，压力波动标准偏差减小不明显。D类灰，当流化数相同时，床层温度升高使得压力波动标准偏差减小。在同样的温度下，随着流化数的增加，主频减小。高温鼓泡流化床压力波动信号包含低频成份和高频分份，高频成份较小。压力信号通过离散小皮变换可分解为5尺度的近似信号和1到5尺度的细节信号，5尺度细节信号图上幅值大于平均幅值的尖峰数代表了气泡生成数。     

300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究,重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性,获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分,模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好,验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性;锅炉回料阀内压降最大,这与床料分布相符;回料阀返料室流化程度较高,而输运室流化程度较小,呈现鼓泡床状态,气泡大都贴壁逃逸。