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相似文献
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1.
孟振亮  刘梦溪  李飞  王维  卢春喜 《化工学报》2016,67(8):3234-3243
采用基于结构的EMMS曳力模型,对一种新型气固环流反应器中的颗粒流动特性进行数值模拟。模拟的固含率与颗粒速率预测值与实验数据具有一致性,验证了模型的适用性。模拟结果表明:导流筒表观气速增加,导流筒中的床层固含率减小,向上的颗粒速率增加;反应器中存在多个颗粒逆流和错流混合区,促进了颗粒沿径向的混合;槽孔处,导流筒中的固含率以及颗粒速率分布更加均匀,而环隙中存在颗粒浓集区;进料区在0≤L≤0.058 m,0< r/R< 0.3的范围内固含率增加并且颗粒存在明显的径向流动。  相似文献   

2.
采用基于结构的EMMS曳力模型,对一种新型气固环流反应器中的颗粒流动特性进行数值模拟。模拟的固含率与颗粒速率预测值与实验数据具有一致性,验证了模型的适用性。模拟结果表明:导流筒表观气速增加,导流筒中的床层固含率减小,向上的颗粒速率增加;反应器中存在多个颗粒逆流和错流混合区,促进了颗粒沿径向的混合;槽孔处,导流筒中的固含率以及颗粒速率分布更加均匀,而环隙中存在颗粒浓集区;进料区在0≤L≤0.058 m,0r/R0.3的范围内固含率增加并且颗粒存在明显的径向流动。  相似文献   

3.
为加深对循环流化床脱硫反应器的流动特性的认识,本研究采用双流体模型,耦合非均匀曳力模型和颗粒动力学理论,使用非均匀的修正的Syamlal O?Brien曳力模型考虑颗粒团聚现象对气固流动的影响,对循环流化床脱硫反应器中的流体力学特性进行了数值模拟。模拟得到的时均颗粒浓度和压降值与实验数据具有较好的一致性,验证了模拟方法的可靠性。颗粒速度的时间序列和概率分布函数显示,在反应器壁面附近区域均存在颗粒的向上、向下运动,在床层内颗粒总体上向上运动,同时还存在微观的内循环运动。模拟结果为颗粒速度的径向非均一分布提供了合理的解释,较Gidaspow模型有更好的适用性。  相似文献   

4.
采用玻璃珠-水-空气三相体系在煤直接液化强制内循环浆态床反应器中进行冷模试验,考察了强制内循环反应器内的固含率、气含率、压降、流速分布和湍动强度的分布情况。结果表明:反应器内固含率要高于进料中的固体含量;床层轴向压降保持不变,但受固相含量影响;气含率随床层增高而增加;同一截面上湍流脉动能量径向分布较均匀,而随气体表观速率和浆液表观速率增加,脉动能量增加;反应器内多相流在分布板区强烈混合引起的压力脉动沿轴向向上逐渐衰减;靠近反应器壁的有些区域存在回流现象。测定了工艺开发单元(PDU)中试装置反应器内的液体密度分布,并计算了其气含率。结果表明,冷模试验与PDU中试中的气含率在床层中的变化趋势相同,且反应器具有较好的操作稳定性。  相似文献   

5.
王德武  卢春喜  严超宇 《化工学报》2010,61(9):2235-2242
针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃技术,在一套提升管与气-固环流床层耦合反应器大型冷模实验装置上,研究了上部环流床层的流体力学特性。结果表明,在环流床层与提升管耦合操作的情况下,床层内颗粒环流存在两种推动力,分别为静压差推动力和颗粒喷射推动力;环隙与导流筒之间的整体平均固含率差随导流筒表观气速增加而增加,随颗粒外循环强度增加而降低;颗粒环流速度随导流筒表观气速和颗粒外循环强度增加而增加。通过对环流床层进行动量衡算,建立了提升管与环流床层耦合流动的数学模型,模型平均相对误差在15.95%以内。  相似文献   

6.
严超宇  卢春喜 《化工学报》2010,61(6):1357-1366
针对石油焦及气化余焦的燃烧特点和流态化特性,提出了一种采用气固密相环流烧焦与快速床管式烧焦技术相组合的新型燃烧器结构。在不同操作条件(导流筒区表观气速0.772~1.674m.s-1,环隙区表观气速0.223~0.519m.s-1,装置系统的颗粒外循环强度40.8~229.4kg.m-2.s-1)及两类颗粒体系下,采用光纤测量仪对组合燃烧器环流段内颗粒流动特性进行了系统的实验研究。结果表明,两类颗粒体系的固含率和颗粒轴向速度在导流筒区、底部区和颗粒分流区床层内沿径向的分布规律为中心区小、边壁区大的环-核型分布,体现了气固流化床典型聚式流态化的非均一性特征;在环隙区,受环流段结构的影响,两类颗粒体系的固含率和颗粒轴向速度参数沿床层径向的分布相对较均匀;混合颗粒体系的固含率、颗粒轴向速度较单一石英砂颗粒体系的要小,细颗粒的加入在一定程度上能改善气固混合的均匀程度;两类颗粒体系在底部区和颗粒分流区的径向流动具有剪切破碎气泡的作用,有利于环流段内气固的充分混合接触。  相似文献   

7.
环隙气升式气固环流反应器内流体力学特性的理论分析   总被引:1,自引:5,他引:1  
环流反应器的研究与应用一直局限于气液与气液固体系,将环流反应器移植到气固体系是一个具有独创性的探索。针对工业化中气固环流反应器的缺陷,提出了一种新型的环隙气升式气固环流反应器。并对床层空隙率、颗粒流动速度进行了实验研究与理论分析。建立了环隙区床层空隙率模型,发现环隙区床层空隙率随着环隙区表观气速的增加而增加;环隙区靠近导流筒外壁一侧颗粒流动速度明显大于靠近反应器内壁一侧,导流筒区颗粒流动速度沿径向的分布受气体分布器结构影响较大;环隙区颗粒流动速度基本不随轴向位置的变化而变化,导流筒区颗粒的流动属于密相输送,颗粒环流所受到的阻力主要集中在底部区域,其次为气固分离区,底部区域阻力大小由床层流化质量和导流筒下端距反应器底部的间隙所决定;建立了颗粒环流速度模型,发现环流速度随环隙区表观气速的增加而增加。  相似文献   

8.
提升管-环流床耦合反应器环流床内的固含率分布   总被引:6,自引:2,他引:4  
针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃技术,在提升管-环流床耦合反应器大型冷模实验装置上,研究了上部环流床内局部固含率分布及操作条件的影响,采用径向不均匀指数分析比较了提升管上端耦合环流床及耦合常规流化床的流化质量. 结果表明,环流床内固含率随表观气速增加而减小,导流筒底部固含率随外循环强度增加而增加,中上部固含率受外循环强度影响较小,环隙内固含率随外循环强度增加略有降低. 当导流筒内表观气速Ug,d<0.85 m/s时,固含率径向分布的均匀性沿轴向向上逐渐变好,当Ug,d≥0.85 m/s时,则沿轴向向上先变好,在导流筒出口处又变差;环隙内固含率分布趋于均匀的程度依次为环隙中部>环隙下部>环隙上部. 相同条件下,环流床内固含率分布的径向不均匀指数小于常规流化床.  相似文献   

9.
环流反应器的研究绝大多数都局限于气液、气液固系统,涉及气固环流反应器的研究较为稀少,且大多针对气升式气固环流反应器和喷动床。本文研究了一种处理A类粒子的环隙气升式气固环流反应器,考察了操作条件和导流筒分布器位置对床层密度分布、环流速度和质量流率的影响。发现将分布器位置下移后可以有效地改善区域的流化质量、减小滑移区,床层密度沿径向的分布得到了明显改善,颗粒环流质量流率有了明显提高;进气位置以上r/R<0.367的床层得到了良好的流化,但是0.367相似文献   

10.
气升式环流反应器流动特性研究大多都局限于流动参数的平均特性研究,涉及气-液-固系统流动特性的研究也较少。在200×2500mm气升式环流反应器内,实验研究了空气-水两相及空气-水-玻璃珠三相体系中局部气、固相含率以及浆(液)相环流特性等随操作条件以及液、固相物性的变化规律。结果表明:1两相体系导流筒中截面平均气含率轴向分布有局部极大值,而固体和乙醇的加入使得气含率轴向分布平缓;2两相体系循环液速在导流筒中呈径向抛物分布,在环隙分布较均匀,加入固体和乙醇后对循环速度分布和大小影响不大;3三相体系中导流筒内固含率沿轴向升高呈增大趋势,环隙内轴向分布均匀;导流筒内、外固含率径向分布均不均匀,以近壁处为大;加入乙醇后对固含率分布影响不大。  相似文献   

11.
采用双流体模型结合颗粒动理学理论对喷动床内气固二相流体流动行为进行了计算模拟研究。模型中运用颗粒动理学理论描述颗粒相应力封闭流体控制方程,使用Gidaspow曳力模型描述气固相间作用。喷动床内颗粒在浓相区的体积分数很大,采用Schaeffer′s模型描述颗粒间的摩擦应力。模拟计算结果表明,喷动床内分喷射区、喷泉区、环隙区3个区域,在射流入口处形成一个瓶颈。模拟计算得到的颗粒速度和空隙度分布与实验数据进行比较,计算结果与实验结果吻合较好。  相似文献   

12.
基于多相流体质点网格方法(MP-PIC)对高灰煤在三维鼓泡流化床气化过程进行了数值模拟研究。在欧拉-拉格朗日框架下将气相和固相分别视作连续介质和离散相处理。首先,将模拟得到的出口处气体组分结果与实验数据进行对比,实验数据与模拟结果具有良好的一致性。其次,研究了煤颗粒在气化炉内的温度、传热系数、速度和停留时间,从颗粒尺度揭示了鼓泡流化床气化炉内的颗粒分布特性和气固流动特征。结果表明:在气化炉入口附近煤颗粒与床层温差最大,传热系数最大;由于流化床内强非线性的气固流动,床中煤温度和传热系数的空间分布不均匀;煤颗粒和床料的瞬时速度具有稳定的波动幅度,其中垂直方向速度波动最明显,且煤颗粒的瞬时速度比床料的瞬时速度略大;由于颗粒间的剧烈碰撞,延长了煤颗粒停留时间。此外,对鼓泡流化床中煤气化过程颗粒尺度的研究,有助于深入了解固体颗粒的流动行为以及气固相相互作用特性,对鼓泡流化床反应器的设计优化具有重要意义。  相似文献   

13.
Flow behavior of gas and solids is simulated in combination the gas-solid two-fluid model with a cluster structure-dependent (CSD) drag coefficient model. The dispersed phase is modeled by a Eulerian approach based upon the kinetic theory of granular flow (KTGF) including models for describing the dispersed phase interactions with the continuous phase. The drag forces of gas-solid phases are predicted from the local structure parameters of the dense and dilute phases based on the minimization of the energy consumed by heterogeneous drag. The cluster structure-dependent (CSD) drag coefficients are incorporated into the two-fluid model to simulate flow behavior of gas and particles in a riser. Simulation results indicate that the dynamic formation and dissolution of clusters can be captured with the cluster structure-dependent drag coefficient model. Simulated solid velocity and concentration of particles profiles are in reasonable agreement with experimental results.  相似文献   

14.
Radial profiles of solid concentration and velocity for concurrent downward gas-solid suspension in a140mm inside diameter fast fluidized bed were investigated.The influence of gas velocity,solid circulating rateand axial position on radial profiles of solid concentration and particle velocity has been examined.It hasbeen found that an annular region of high solid concentration exists at r/R=0.94.At both the center and wallregion,the solid concentration and the particle velocities are relatively low.The shape of radial solid con-centration profile curves is mainly dependent on the cross-section averaged voidage,and the shape of radialparticle velocity profile is mainly affected by the gas velocity and cross-section averaged voidage.Based on the radial profiles of solid concentration and particle velocity,the solid mass flux profile and thenonuniformity of solids flow are discussed in this paper.It is shown that solids flow in CDFFB is much moreuniform than that in UFFB.  相似文献   

15.
应用气固二相双流体模型数值模拟了喷动床内流体动力行为,模型中采用稠密固相动力-摩擦应力模型。模型中同时考虑了动理学理论和摩擦应力理论。应用贴体坐标系使得网格与喷动床的倒锥体边界符合良好。模拟得到的喷动床内颗粒速度和浓度实验数据吻合较好。  相似文献   

16.
A numerical study was conducted based on the gas-solid two-fluid model using the body-fitted coordinate system to analyze the behavior of particles and bubbles flow in bubbling fluidized beds without and with immersed tubes. The kinetic theory of granular flow was implemented in the model. The images of simulated instantaneous particle concentration and velocity gave the process of the formation, coalescence and eruption of bubbles. The effects of the tube pitch and superficial gas velocity on the fluidization in a bubbling fluidized bed were investigated. Calculated bubble frequencies without and with immersed tubes were in agreement with previous experimental and simulation findings. The wavelet multi-resolution analysis was used to analyze the simulated data of instantaneous particle concentration. From the random-like particle concentration fluctuations, the fluctuating components due to particle flow and bubble motion can be extracted based on the wavelet multi-resolution analysis over a time-frequency plane.  相似文献   

17.
The results from a two-fluid Eulerian–Eulerian three-dimensional (3-D) simulation of a cylindrical bed, filled with Geldart-B particles and fluidized with air in the bubbling regime, are compared with experimental data obtained from pressure and optical probe measurements in a real bed of similar dimensions and operative conditions. The main objectives of this comparison are to test the validity of the simulation results and to characterize the bubble behavior and bed dynamics. The fluidized bed is 0.193 m internal diameter and 0.8 m height, and it is filled with silica sand particles, reaching a settle height of 0.22 m. A frequency domain analysis of absolute and differential pressure signals in both the measured and the simulated cases shows that the same principal phenomena are reproduced with similar distributions of peak frequencies in the power spectral density (PSD) and width of the spectrum. The local dynamic behavior is also studied in the present work by means of the PSD of the simulated particle fraction and the PSD of the measured optical signal, which reveals as well good agreement between both the spectra. This work also presents, for the first time, comparative results of the measured and the simulated bubble size and velocity in a fully 3-D bed configuration. The values of bubble pierced length and velocity retrieved from the experimental optical signals and from the simulated particle fraction compare fairly well in different radial and axial positions. Very similar values are obtained when these bubble parameters are deduced from either simulated pressure signals or simulated particle volume fraction. In addition, applying the maximum entropy method technique, bubble size probability density functions are also calculated. All these results indicate that the two-fluid model is able to reproduce the essential dynamics and interaction between bubbles and dense phase in the 3-D bed studied.  相似文献   

18.
刘洪鹏  肖剑波  李惟毅  陈冠益  王擎 《化工进展》2013,32(2):290-294,345
对一台65 t/h高低差速循环流化床炉内流动特性进行二维数值模拟。采用基于颗粒动力学理论的欧拉双流体模型来描述气固流动,湍流模型、气固曳力模型和不同粒径颗粒间曳力模型分别采用RNG k-ε per phase模型、Gidaspow模型和Schiller-naumann模型,并应用商业计算流体力学软件Fluent进行数值计算,得到炉内颗粒速度分布、压力分布和颗粒浓度分布,并将压力分布与实测值进行对比。在欧拉双流体模型中分别采用单粒径固相模型和多粒径固相模型,并对模拟结果进行对比分析。结果表明,单粒径固相模型能够较好预测高低差速循环流化床炉内流动特性,为其优化设计、运行及大型化提供了理论依据。  相似文献   

19.
运用考虑颗粒自旋转流动对颗粒碰撞能量交换和耗散影响的颗粒动理学方法,建立鼓泡流化床气固两相Euler-Euler双流体模型,数值模拟流化床内气体颗粒两相流动特性。分析表明,颗粒平动温度与旋转温度之比是法向和切向颗粒弹性恢复系数和摩擦系数的函数。与不考虑颗粒旋转效应计算结果相比,考虑颗粒旋转效应后床内较容易形成气泡,颗粒自旋转运动将导致床内非均匀结构更明显。并且床层平均空隙率和床层膨胀高度增加,床中心区域颗粒轴向速度提高,床内颗粒平动温度下降。考虑颗粒旋转效应后预测的颗粒轴向速度和颗粒脉动速度与文献实验结果基本吻合。考虑颗粒旋转效应后获得的气泡直径更接近于前人经验关联式。  相似文献   

20.
D类颗粒节涌流态化的实验和数值模拟   总被引:2,自引:1,他引:1  
应用双流体气固两相流模型,对均一粒径分布的Geldart D类颗粒的节涌流态化过程进行了模拟. 研究了流化过程中流化状态转变、床层膨胀比以及压力脉动功率谱,从Froude准数和颗粒动能的角度分析了模拟结果中的流化特性,并与实验数据进行了对比. 模拟结果准确预测了Geldart D类颗粒的节涌流态化特性,对床层膨胀高度和功率谱的预测与实验基本吻合. Froude准数和颗粒动能随时间的周期性脉动较好地反映了流化床内节涌流态化的气泡行为.  相似文献   

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