65t/h低倍率油页岩循环流化床锅炉流动特性模拟

用数值模拟的方法,对65 t/h低倍率油页岩循环流化床锅炉流动的特性进行分析。通过计算流体动力学软件Fluent,应用基于颗粒动理学理论的:Euler-Euler双流体模型,Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε湍流模型和Gidaspow气固曳力模型数值计算了循环流化床气固两相流动过程,并对循环流化床炉内的颗粒速度分布、压力分布、颗粒体积分数及粒径分布进行分析,验证了循环流化床内循环流动特性。     

正交射流尾迹气固两相流动的数值模拟

运用气相ｋ－ε湍流模型和颗粒相代数方程模型对正交射流（垂直的交叉射流）尾迹气固两相流动进行了数值模拟，获得了该流动尾迹的气、固相速度分布，颗粒质量流分布，计算结果与实验值定性符合．文中探讨了一次风口（主流入口）粉气质量比对颗粒混合的影响以及颗粒对气相流场的影响，并得到了一些有价值的结论．     

微观-介观双尺度模型下循环流化床内宏观流动

基于气体分子运动论和颗粒动理学,建立微观-介观尺度双尺度的稠密气固两相流流动模型.微观尺度考虑气体与单颗粒以及单颗粒间相互作用造成的能量和动量传递和耗散,介尺度考虑气体与颗粒团聚物以及团聚物间相互作用形成的能量和动量传递和耗散,同时考虑微观尺度与介观尺度间相互作用导致动量和能量的传递.模拟计算颗粒相浓度、速度等参数与实测值相吻合.     

正交射流尾迹气固两相流动的数值模拟

运用气相ｋ－ｅ湍流模型和颗粒相代数方程模型对正交射流（垂直的交叉射流）尾迹气固两相流动进行了数值模拟，获得了该流动尾迹的气、固相速度分布，颗粒质量流分布，计算结果与实验值定性符合，文中探讨了一次风口（主流入口）粉气质量比对颗粒混合的影响以及颗粒对气相流场的影响，并得到了一些有价值的结论。     

两相湍流中颗粒矩拉格朗日方程可靠性的验证

基于两相湍流PDF理论,颗粒矩拉格朗日方程可以通过求解颗粒PDF输运方程获得,但不同的数学方法推导获得的颗粒PDF输运方程形式是不同的,哪一种颗粒PDF输运方程的形式更可靠呢?该文先介绍不同形式的颗粒PDF输运方程,然后给出了使用颗粒PDF输运方程获得的颗粒矩拉格朗日方程。另一方面,从颗粒朗之万方程出发,用简单平均的方法推导颗粒运动一阶矩与二阶矩拉格朗日方程组,将这两种不同方法得到的结果进行比较。结果表明,基于色噪声扩维法PDF理论得到的颗粒矩方程组更为可靠。     

弹性恢复系数对超细颗粒气固流场影响的研究

流化床内颗粒非弹性碰撞将影响超细颗粒的流动特性。基于颗粒动理学理论的欧拉-欧拉气固多相流模型,考虑颗粒非弹性碰撞对颗粒碰撞能量交换和耗散的影响,并采用XuZhu颗粒团能量平衡计算模型预测颗粒聚团当量直径,数值模拟流化床内超细颗粒两相流动特性。计算结果表明随着颗粒弹性恢复系数的增加,颗粒间的碰撞脉动变得更加剧烈,流化床内颗粒浓度分布更均匀。     

管道内液固浆液输送的数值模拟

为了对管道内液固浆液输送的流动形态进行研究，建立了以颗粒动力学为基础的Euler Euler双
流体模型.在浆液流速大于临界沉积速度的情况下，模拟了不同浆液入口速度时的管道压力降，同时对管
道内浆液输送液固两相流进行了研究：当轴向位置与管径之比大于50时，管道内浆液流动处于充分发展
状态.此外还分析了在不同浆液速度下管道内液固两相的空间分布和浆液流动形态：在水平方向液相速度
分布和固体颗粒相速度分布呈对称状态；垂直方向液相速度分布和固体颗粒相速度分布由于重力影响，
不再呈对称状态.固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同，两者之间的滑移速度很小，可以忽略.计算
结果与实验值的比较表明，所建模型能有效地描述管道压力降和管道内浆液流动形态.     

气液旋流分离中两相流动模型的理论研究

气、液旋流分离过程是气、液两相的三维强旋流运动,以漂移流动模型和颗粒轨迹方程为基础。采用欧拉-拉格朗目方法建立一种新的气液两相流动机理模型,该模型可以用来直接计算气液旋流分离器内部流场中连续相、分散相（液滴）的速度分布情况,通过计算能够预测旋流器内部浓度分布情况,并通过对影响气液分率效率的主要原因一出口气体中的液滴夹带情况进行分析计算,预测旋流器的分离性能。     

固液两相流中K—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ—ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒间的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致．     

固液两相流中D—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ－ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒同的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致。     

沙尘天气模拟系统混合段长度计算

应用气固两相流理论计算了沙尘天气模拟系统颗粒自由悬浮速度和混合段长度,利用FLUENT对该系统气固两相流场进行了数值模拟,其中连续相、颗粒相分别采用k-ε湍流模型和离散相模型,相问作用采用随机跟踪模型.结果表明,连续相流场分布规律与理论设计吻合较好,颗粒相浓度场分布可达到试验设计要求.     

利用大涡模拟对分解炉内二维流场进行数值模拟

采用大涡模拟和粒子流的动能理论的方法对分解炉内部气固两相流场进行了详细的数值模拟.数值计算结果给出了炉内气体运动及颗粒浓度分布的规律和特点,验证了该分解炉设计的合理性,为今后分析分解炉内的传热、传质及化学反应过程提供了理论依据.     

利用大涡模拟对分解炉内二维流场进行数值模拟

采用大涡模拟和粒子流的动能理论的方法对分解炉内部气固两相流场进行了详细的数值模拟.数值计算结果给出了炉内气体运动及颗粒浓度分布的规律和特点,验证了该分解炉设计的合理性,为今后分析分解炉内的传热、传质及化学反应过程提供了理论依据.     

Theoretical analysis and numerical computation of dilute solid/liquid two-phase pipe flow

Starting with the kinetic theory for dilute solid/liquid two-phase flow, a mathematical model is established to predict the flow in a horizontal square pipe and the predictions are compared with LDV measurements. The present model predicts correctly two types of patterns of the vertical distribution of particle concentration observed in experiments, and also gives different patterns of the distribution of particle fluctuating energy. In the core region of the pipe, the predicted mean velocity of particles is smaller than that of liquid, but near the pipe bottom the reverse case occurs. In addition, full attention is paid to the mechanism for the vertical distribution of the average properties of particles such as concentration and mean velocity. From the kinetic-theory point of view, the cause of formation for different patterns of the vertical concentration distribution is not only related to the lift force exerted on a particle, but also related to the distribution of particle fluctuating energy.     

大颗粒气固流化床腾涌现象的数值模拟与实验研究

应用计算流体动力学(CFD)软件Fluent 6.3,采用双流体气固两相流模型,对大颗粒的腾涌流态化现象进行了实验研究和数值模拟。在内径0.03m和高0.3m的流化床内,系统考察了腾涌现象中流化状态转变、床层最大膨胀比以及压力脉动特性。通过与实验结果进行对比发现,模拟结果较准确地预测了大颗粒的腾涌流态化现象的特性。     

高密度浓相流化床内气泡行为的研究

利用高速动态分析系统研究了二维床中气泡的运动行为，通过对所拍摄图像的分析处理，得到了不同介质流化床内形成的气泡形状、气泡大小、上升速度、聚并及分裂的基本规律和特点，研究表明：气泡的运动行为与介质粒子的大小、粒度组成、密度、形状、表面特性有关；气泡的上升速度是气泡表现气速和当量直径的函数，但其K值并不是一个常数；气泡的湮灭、聚并与分裂是流态化不同阶段的流化床行为，又因不同的介质而互有差异，这一结果为深入研究和描述气固高密度浓相流化床中气泡运动的规律打下了基础。     

等离子枪体喷嘴结构和尺寸对电弧能量的影响

为了研究等离子枪体喷嘴结构和尺寸对电弧能量特征的影响,建立了等离子电弧的数学模型,并采用计算流体动力学（CFD）软件求解了等离子流体质量、动量及能量守恒方程和麦克斯韦方程组.通过对等离子枪体的电弧模型进行求解,得到了等离子电弧沿轴向的温度和速度分布.在此基础上研究了喷嘴通道长度、喷嘴直径和喷嘴压缩角对等离子枪体电弧的影响.结果表明：喷嘴通道长度的增加对等离子电弧的压缩效果影响较小;喷嘴孔径的减小对电弧的压缩效果则很明显.当通道比为1~1.2时,电弧温度和流动速度比较稳定,对阳极表面压力较小,对焊接成形有利.     

Numerical simulation of dense particle-gas two-phase flow using the minimal potential energy principle

A simulation method of dense particle-gas two-phase flow has been developed. The binding force is introduced to present the impact of particle clustering and its expression is deduced according to the principle of minimal potential energy. The cluster collision, break-up and coalescence models are proposed based on the assumption that the particle cluster are treated as one discrete phase. These models are used to numerically study the two-phase flow field in a circulating fluidized bed （CFB）. Detailed results of the cluster structure, cluster size, particle volume fraction, gas velocity, and particle velocity are obtained. The correlation between the simulation results and experimental data justifies that these models and algorithm are reasonable, and can be used to efficiently study the dense particle-gas two-phase flow.     

外加声场对气固流化床A类颗粒动力学影响的数值研究

在内径0.14 m,高1.6 m的气固流化床中,以空气和FCC颗粒为气相和固相,运用商业模拟软件Fluent 6.2,通过自编C语言程序,将声场模型与Fluent 6.2中的传统模型结合,研究了径向颗粒浓度分布、轴向压力波动均方根(pRMS)和颗粒温度,分析了声场对床内气固流动状态的影响。结果表明:鼓泡床密相区径向颗粒浓度呈抛物线分布,声场的加入增大了轴向颗粒浓度,减小了气泡尺寸;pRMS随声压级的增大而增大,说明气泡形成与破裂频率加快;颗粒温度也随声压级的增大而增大;模拟结果与实验值吻合较好。