31582.加壓條件下氣固流化床流動和傳熱特性的cfd模擬研究

1、分類號：TQ021密級：UDC：華東理工大學(xué)學(xué)位論文加壓條件下氣固流化床流動和傳熱特性的CFD模擬研究黃克松指導(dǎo)教師姓名：徐心茹教授華東理工大學(xué)化工學(xué)院申請學(xué)位級要JlJ碩士專業(yè)名稱：化學(xué)工藝論文定稿日期：2014516論文答辯日期：2014523學(xué)位授予單位：華東理工大學(xué)學(xué)位授予日期：答辯委員會主席：程振民教授評閱人：毛信軍高級工程師楊敬一副研究員華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁加壓條件下氣固流化床流動和傳熱特性的CFD模擬研究摘要本文

2、采用ANSYSCFX軟件對聚乙烯氣固流化床內(nèi)氣固兩相流動和傳熱進行模擬，針對D=015m，H／D=60的流化床建立CFD模型，考察顆粒粒徑、壓力、進氣溫度和進口氣速的影響；通過對工業(yè)裝置流化床進行模擬，考察流化床尺寸和多分散顆粒的影響。對D=015m，H／D=60的流化床建立加壓條件下三維CFD模型，通過網(wǎng)格靈敏度分析確定網(wǎng)格數(shù)，比較Wen&Yu和Gidaspow曳力模型得到的床層膨脹比和壓降，發(fā)現(xiàn)Wen&Yu模型更準(zhǔn)確。床層膨脹比、床

3、層壓降、臨界流化速度的模擬值與公式計算值相吻合，說明所選模型參數(shù)適用于本氣固體系。研究表明：顆粒粒徑由350“m增大到550Itm，出現(xiàn)明顯的顆粒聚集，固含率軸向和徑向分布均勻性變差：顆粒相溫度升高，床層溫度徑向分布的最高值變化較小，最低值升高；粒徑為350Itm時氣泡較大，粒徑增大氣泡減小。壓力增加，固含率軸向分布范圍變窄，徑向分布的最高值減小，顆粒聚集緩解；顆粒相和氣相溫度降低，溫度徑向分布范圍變窄，高溫區(qū)域面積減小。進氣溫度升高，

4、顆粒相和氣相溫度均等差遞增。當(dāng)氣速由024m／s增大到036m／s，固含率軸向和徑向分布均勻性提高；氣速越低床層底部的顆粒堆積越多；氣速增大顆粒相和氣相溫度降低，溫度徑向分布的最高值降低。顆粒粒徑、壓力、進氣溫度和進口氣速對床層固含率分布和溫度分布的均勻性具有明顯影響。優(yōu)化的操作條件為：壓力20MPa，進氣溫度3182K，進口氣速030m／s。工業(yè)裝置流化床膨脹高度模擬值為178m，誤差小于29％；密相區(qū)固含率軸向分布范圍為025～02