立式粉体干燥器内二元湿颗粒气-固逆流过程的数值模拟

【目的】为了研究二元湿颗粒在立式粉体干燥器干燥单元气-固逆流过程中的流动特性，分析不同条件下二元湿颗粒的空间分布情况，实现二元湿颗粒在气-固逆流过程中的优化设计。【方法】采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)与离散元(discrete element method, DEM)耦合液桥力模块的分析方法，分别探讨颗粒含水质量分数、粒径比和质量比对二元湿颗粒流动特性的影响及液桥力变化规律。【结果】在气-固逆流过程中，颗粒质量分数在径向和轴向分布上呈现“边壁大中心小”“上大下小”的规律；颗粒速度随着轴向高度的增加而增大，从边壁区域到中心区域的颗粒速度呈现减小趋势；随着颗粒含水质量分数和粒径比的增加，颗粒的运动由接触力和液桥力共同控制逐渐变成液桥力占主导，干燥单元顶部容易堵塞；随着质量比的增加，接触力对颗粒运动的控制进一步加强，在颗粒含水质量分数较小的情况下占主导作用。【结论】较大的质量比可以缓解干燥单元顶部堵塞，同时要选取适当的颗粒含水质量分数，才能削弱颗粒结块对流动特性研究的干扰。