布风装置对流化床流动特性的影响

以欧拉双流体模型和颗粒动力学方法为基础,采用基于压力的PC-SIMPLE算法,标准的k-ε的分散湍流模型,数值模拟了在3种不同气体布风装置下流化床内气固两相流动,获得了其床内颗粒体积分率和速度的分布规律.相对于单层多孔板流化床,管式和凹形多孔板流化床达到稳定流化状态的时间较短.在相同的床高和径向位置处,管式和凹形多孔板流化床内颗粒体积分率随时间的变化较强烈.不同布风装置的流化床总体上在床内形成了中心区域体积分率较小,向上运动;近壁面区域体积分率较大,向下运动的"环核"结构.     

带导流管的喷动流化床湍流气-固两相流动模型的建立

带导流管的喷动流化床其流场属于湍流气-固两相流．流场特性复杂．影响因素较多．单纯使用实验方法难以全面描述床层内的流场特性．本文以湍流气-固两相流理论为基础．选用κ-ερ-κρ-ερ-Θ5叁数数学模型．按多流体模型以颗粒动力学理论封闭颗粒剪应力．建立了带导流管的喷动流化床湍流气-固两相流动模型．并对带导流管的喷动流化床内的流场进行模拟计算．模拟结果与实验数据吻和较好．最大相对偏差约为20%。     

锥形分布板结构对流化床流动特性的影响

针对目前特殊分布板流化床实验测试技术的局限性及数据的不完全性,建立二维流化床欧拉一欧拉双流体模型, 采用标准K-8湍流模型对锥形非均匀分布板流化床进行数值模拟计算。结果表明：锥形（八形）分布板流化床风速分布 不均匀,在高风速区,高速气流携带固体颗粒以气泡形式自下而上运动,在低风速区,固体颗粒在自身重力作用下缓慢下 降,从而形成循环运动;在相同进口速度条件下,随着分布板倾斜角度的增加,锥形分布板流化床内气泡直径、固体颗粒 速度及床层膨胀高度都增加,流化床内气固混合特性得到了加强。综合考虑固体颗粒体积分数与速度,选择分布板倾斜 角度在20 -300之间较为合适。     

90°细弯管内稀疏气固两相流动数值研究

为了研究细弯管内稀疏气固流动条件下颗粒的分布特性,采用离散相模型( DPM)追踪颗粒行为,利用雷诺应力 模型( RSM)模拟气相的湍流流动,考虑了流体一颗粒间的双向耦合作用。通过对颗粒和气体流动行为的分析,得到了气 体压力、速度及颗粒浓度等的分布,研究了细弯管内颗粒流动行为的形成机理。结果表明：细弯管内气相压力沿流动方 向逐渐降低;弯管段内气相最大速度沿管外壁分布;水平段颗粒作下沉运动,弯管段颗粒浓度先分两束,后成单束贴壁流 动,最终杂乱分束,在竖直段彻底弥散化,这是由于各管段不同主要作用力所导致。     

S弯内稀相气固两相流动数值研究

通过使用Fluent软件的Realizable K-ε湍流模型,对S弯内稀相气固两相流动特性进行三维数值模拟,并采用定 性分析的方法分析了固体颗粒对管道侵蚀的规律。结果表明：在S弯上游管段,管道内侧压力小速度大,管道外侧压力 大速度小;而在速度和压力的分布在S弯下游管段则与之相反。根据体积分数与冲蚀大小的关系,可以确定φ=0。截面 的外侧和φ= 90。截面的内侧颗粒对管道的侵蚀最严重。     

稀疏软性磨粒流的磨粒群分布及其动力学特性研究

利用CFD技术和PIV测量研究了结构化表面约束流道内的流场和磨粒群分布。基于液 固两相流体耦合理论,利用欧拉 拉格朗日模型中的DPM模型和标准κ ε湍流模型对V型纹理矩形截面流道内颗粒运动进行了数值模拟,计算了流场中的湍流性能等参数。结果表明：V型纹理矩形截面约束流道内磨粒群的分布总体均匀,各速度矢量紊乱无序,靠近底部壁面区域颗粒相对比较密集,这些都有利于磨粒对壁面的微力微量切削。     

渣油加氢微膨胀床反应器中的气液流动状态及床层膨胀率

在常温常压下用模拟渣油和模拟氢气近似模拟了微膨胀床渣油加氢处理反应器内的气液流动状态,考察了催化剂粒径和堆密度、虚拟气液流速以及催化剂装填高度对催化剂床层膨胀率的影响。实验结果表明:大粒径、低堆密度的催化剂床层膨胀率较高;虚拟气速与床层膨胀率关系曲线上存在拐点,拐点值随催化剂装填高度增加而增大;虚拟液体流速对催化剂床层膨胀率影响较小;在工业操作条件下,微膨胀床渣油加氢处理反应器的催化剂床层膨胀率小于10%;催化剂装填高度对床层膨胀率有明显的影响,催化剂装填量较大时,需要采用较高的气油比才能保证催化剂床层处于微膨胀状态。     

液固磁稳定床流动特性数值模拟

磁稳定床因其兼具了固定床和流化床的优点,在石油化工、生物化工和环境工程等领域已显出很大的优越性.磁稳定床由于流动的复杂性,仅依赖试验手段获取的宏观流体力学特性已经不能满足工业放大的需要.本文建立了描述液固两相流磁稳定床的数学模型.通过数值模拟的方法,研究了不同操作条件下液、固相速度分布.模拟结果表明,在不同表观液速下,局部固含率径向分布模拟值与试验值吻合较好.     

飞机除冰冲击射流多相流耦合模型研究

以飞机除冰喷洒作业为研究对象,对冲击射流与冲击壁面进行建模和数值模拟,分析了冲击壁面的速度压力分布特性。用相场函数φ解释了相场和水平集模型模拟出的射流偏转现象,探讨了冲击射流周围压强分布梯度不均匀的原因,以Realizable k-ε湍流模型为基础对比了不同多相流数值模型的模拟结果。发现冲击射流的截面沿着中心轴线呈锥状发展,在滞点处流速迅速衰减为0,压强达到最大值。壁面射流在偏离滞点0.15～0.2 m的位置逐渐获得最大流动速度。最后对比了实验常用的紊流系数与不同多相流模型的模拟结果。综合考虑模型模拟出的速度、压力分布特性及射流紊流系数得出结论：混合物模型和相传递混合模型比较适合进行飞机除冰射流以及类似的大流速、多流体微团类的流动研究。     

稀相喷动流化床的流动特性

根据玻璃纤维毡增强热塑性树脂基复合材料(GMT)制备新工艺特点,提出了稀相喷动流化床的操作方式。测量了床内颗粒速度分布,考察了操作条件、体系结构等因素对流化床流动特性的影响。结果表明:稀相喷流床中环隙区颗粒的下降速度比传统喷动床高出一个数量级;床内颗粒的喷动和输送的主要影响因素是喷动气,亦受到流化气、导向管、喷嘴内径的影响。另外对中试装置内物料的流动特性进行了研究,为工艺的开发、设计和操作提供理论依据。