歐拉-歐拉法脈動流化床運動行為模擬.pdf

1、流化床技術(shù)廣泛應(yīng)用于能源、化工等領(lǐng)域，但目前以實驗手段研究流化床內(nèi)的多相流流動、傳熱及傳質(zhì)在模型放大、結(jié)果預(yù)測等方面仍顯不足，而數(shù)值模擬方法在解決這些問題時可以完整的取得所需的各種數(shù)據(jù)，可以在實驗之前對實驗結(jié)果進行預(yù)測，對流化床的操作具有指導(dǎo)意義。
　　 氣固脈動流化床是在普通流化床的基礎(chǔ)上加入脈動氣流，文獻中報道了其可以改善普通流化床的流動及傳質(zhì)傳熱特性，但流化床內(nèi)更為復(fù)雜的流動狀態(tài)，使得研究變得更加困難。本文使用計算流體力學(xué)

2、(CFD)Fluent軟件中的歐拉.歐拉模型，采用目前已被證實可靠的曳力模型、湍流模型等進行了數(shù)值模擬，模擬過程中使用自定義函數(shù)定義了脈動氣流的波形、頻率、波幅等參數(shù)，根據(jù)收斂性要求選取了松弛因子、時間步長以及求解方式。
　　 在流化效果趨于穩(wěn)定之后記錄了床層壓降的波動情況、氣固兩相的分布情況及氣泡的運動行為等；分析了壓力波動與脈動氣流的頻率、波形的關(guān)系，在脈動氣流作用下流化床內(nèi)的氣泡生成、長大、融合、破碎等情況，以及氣泡行為與

3、床層高度的關(guān)系等；計算得出床層膨脹比、起伏比，以及脈動氣流對流化床流化的總體影響效果。
　　 數(shù)值模擬實驗結(jié)果表明脈動氣流可以降低流化床的初始流化速度，在接近共振頻率脈動氣流的作用下流化床的流化效果有明顯改進，流化床內(nèi)的湍動程度加強；并驗證了氣泡定義的合理性，以及氣泡內(nèi)乳相的存在情況，氣泡內(nèi)壓的變化主要是受床層高度、氣泡長大及內(nèi)外質(zhì)量交換的影響。通過模擬矢量圖可以清楚地看到在氣泡作用下顆粒相在流化床內(nèi)的循環(huán)情況，為進一步研究脈動