入流滑移条件对两相射流特性影响的大涡模拟研究

研究了入流滑移条件对空间发展的气粒两相平面湍射流的非定常流动特性的影响。以Re数13000的平面不可压缩湍射流流动为例,气相场用Euler方法求解,通过大涡模拟(large-eddy　simulation,LES),直接求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡用标准Smagorinsky亚格子模式模拟。颗粒相的运动用Lagrangian方法直接求解。在不同入流滑移条件下(U     

平面自由射流中燃料扩散的大涡模拟

对甲烷－空气预混气体的平面自由射流进行了大涡模拟,采用分步投影法求解动量方程,亚格子项采用标准Smagorinsky亚格子模式模拟,压力泊松方程采用修正的循环消去法快速求解,空间方向采用二阶精度的差分格式,在时间方向上采用二阶精度的显式差分格式。模拟结果给出了预混气体射流中拟序结构对燃料扩散的影响,表明促使燃料扩散的主要因素是射流中的拟序结构,由浓度梯度导致的组分扩散较弱。     

氨水细喷雾吸收CO_2的体积总传质系数

二氧化碳减排已经成为国际关注的焦点问题,近年来,二氧化碳捕集与封存技术(capture and storage of CO2,CCS)被认为是减少CO2排放的有效途径。氨水作为一种新的吸收剂得到普遍关注。为了为进一步的工业设计提供参考依据,该文采用喷雾塔对氨水细喷雾吸收CO2进行试验研究,考察氨水流量和氨水浓度对CO2脱除率的影响,测定了氨水细喷雾吸收CO2的体积总传质系数,研究氨水浓度、氨水流量、进口气体流量、CO2进口浓度和温度对体积总传质系数的影响。实验结果表明,体积总传质系数随着气体流量、氨水流量、氨水浓度的升高而增大,随着CO2进口浓度升高略微下降;当温度低于40℃,体积总传质系数随反应温度升高而增加,至40℃达到最大值。研究发现氨水浓度是影响体积总传质系数的关键因素。     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟 Ⅲ.注终止剂技术的数值模拟

应用已经建立的催化裂化提升管反应器流动反应模型和对工业提升管反应器流动反应数值模拟的结果，对采用反应终止剂技术的提升管反应器进行了数值模拟研究。结果表明，催化裂化提升管反应器数值模拟可为反应终止剂技术的实施解决确定注入位置和选择终止剂两个问题；另外还能优化方案，提供指导性的先期理论分析数据。结果还表明，以水为终止剂优于汽油；设计的方案Ⅰ是最好的，即对馏分油催化裂化过程只是较大程度地降低提升管反应器上部的温度就会达到更理想的产品分布。     

提升管反应器气固两相流动反应模型与数值模拟 Ⅱ.工业提升管反应器气固两相流动反应的数值模拟

应用本文（Ⅰ）建立的提升管反应器气固两相流动反应模型，对工业催化裂化提升管反应器中流动、传热、裂化反应进行了系统的数值模拟，得到了提升管内部气固两相的流场、温度场、浓度场等详细的信息；揭示了提升管内部流动、传热与反应的基本性质与特点。模拟结果表明，在轴向、径向和圆周切线方向都存在着流动、传热与反应的不均匀分布；进料段是整个提升管反应器最复杂的部分，提升管出口处反应温度和气相组分浓度的模拟计算值和工业装置数据基本吻合。说明模型对工业提升管反应器内的流动、传热和反应都具有较好的预测性，这在一定程度上也验证了它的合理性和可靠性。     

气固并流向上流动中颗粒聚集的机理

1 INTRODUCTION Cocurrent upward gas-solid flows are widely used in industrial situations such as circulating fluid- ized bed, fluid catalytic cracking and pneumatic transport. Due to its industrial relevance, many quan- titative experimental and numerical investigations have been carried out[1―4]. Investigations show that upward gas-solid flow always appears heterogenously structured and the distribution of particles is always non-uniform unless the solid phase is very dense or very dilut…     

气粒两相二维后台阶突扩流动的大涡模拟

对气粒两相后台阶流动，利用大涡模拟方法模拟气相场，用轨道法模拟颗粒相运动．计算中气相亚格子模式(SGS)采用了标准的Smagorinsky模式，研究了气相场大涡演变规律，并给出了速度时均统计值与实验结果的比较，吻合很好。在此基础上深入研究了不同Stokes数下颗粒的运动规律以及不同入口滑移条件下的颗粒运动规律，进一步对直径为150μm的玻璃微珠进行了模拟，得到了颗粒相速度时均统计结果，并与实验结果进行比较，吻合良好。这为细观框架下研究气粒两相相互作用规律提供了依据。     

Numerical Simulation on Gas-Solid Two-Phase Turbulent Flow in FCC Riser Reactors(Ⅰ) Turbulent Gas-Solid Flow-Reaction Model

Gas-solid two-phase turbulent flows,mass transfer,heat transfer and catalytic cracking reactions areknown to exert interrelated influences in commercial fluid catalytic cracking(FCC)riser reactors.In the presentpaper,a three-dimensional turbulent gas-solid two-phase flow-reaction model for FCC riser reactors was devel-oped.The model took into account the gas-solid two-phase turbulent flows,inter-phase heat transfer,masstransfer,catalytic cracking reactions and their interrelated influence.The k-V-k_P two-phase turbulence modelwas employed and modified for the two-phase turbulent flow patterns with relatively high particle concentration.Boundary conditions for the flow-reaction model were given.Related numerical algorithm was formed and a nu-merical code was drawn up.Numerical modeling for commercial FCC riser reactors could be carried out with thepresented model.     

下行床气固两相流动计算流体力学模拟

基于颗粒相动力学理论 ,对层流机制表达的气固两相流体力学模型采用Reynolds平均的方法获得气固两相流的湍流模型描述 .其中 ,气相湍流行为以k -ε模型描述 ;颗粒相的碰撞行为以颗粒流的动力学模型表达 ;而湍流行为以kp 模型描述 .因此建立的k -ε -Θ -kp 模型综合考虑了气相和颗粒相的湍流运动以及颗粒的碰撞行为 .依据此模型建立了三维流体力学求解程序并对下行床气固两相流动行为进行了模型预测 .讨论了恢复系数的选取及壁效应假设 ,从机理上分析并考察了 3种模型的预测能力 .针对内径 1 40mm、高 7m的下行床冷态设备 ,在较宽的操作范围内 ,对比了详细的颗粒浓度和速度径向分布以及轴向参数分布 ,并对下行床的放大行为进行了预测 .     

渣油催化裂化提升管反应器组成分布的数值模拟

在流动模型和集总反应动力学模型的基础上,将流动、传热、反应综合考虑,建立了渣油催化裂化提升管反应器的数学模型,通过对4套不同工况进行数值模拟,考察了反应器内气相组成分布和催化剂颗粒的温度、速度分布,得到了与工业装置基本一致的提升管出口参数,从而验证了模型的可靠性.