布風(fēng)結(jié)構(gòu)對噴動流化床兩相流流動特性的影響研究.pdf

1、噴動流化床是由噴動床改進(jìn)的新型爐型，既有流化床死區(qū)少的特點，也有噴動床流化特性好的特點，比常規(guī)噴動床有更好的可調(diào)性和適應(yīng)性，在工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用。到目前為止人們對噴動流化床的流體流動特性還缺乏系統(tǒng)的研究，在工程實踐中大部分情況下只能根據(jù)經(jīng)驗來進(jìn)行設(shè)備的結(jié)構(gòu)選型和參數(shù)優(yōu)化，所以對噴動流化床內(nèi)流動特性進(jìn)行數(shù)值模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化顯得十分必要。噴動流化床的布風(fēng)板結(jié)構(gòu)及布風(fēng)方式對床內(nèi)流態(tài)有重要影響，不合適的布風(fēng)板結(jié)構(gòu)及布風(fēng)方式會造成流體在床內(nèi)的不穩(wěn)

2、定流動，從而造成固體顆粒在床內(nèi)分布不均勻，影響固體顆粒的流化效率。因此，研究布風(fēng)板結(jié)構(gòu)和布風(fēng)方式對流化床流動形態(tài)的影響具有非常重要的意義。本文對小型的噴動流化床實驗裝置進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，比較了不同曳力模型和湍流模型的數(shù)值模擬結(jié)果，并與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，篩選了較準(zhǔn)確的曳力模型和湍流模型。然后采用該模型對大型噴動流化床進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，分析了布風(fēng)板夾角、噴動風(fēng)速、流化風(fēng)速和流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)α鲃犹匦缘挠绊憽?br>　　本研究主要內(nèi)容包括

3、：⑴基于歐拉-歐拉雙流體理論建立了噴動流化床數(shù)值模型，分別采用三種曳力模型（Gidaspow、Syamlal-O’Brien和Wen-Yu）和三種湍流模型（標(biāo)準(zhǔn)k-ε、RNGk-ε、Realizablek-ε）進(jìn)行氣固兩相流的模擬分析，發(fā)現(xiàn)采用Gidaspow曳力模型和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型得到的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。⑵分別對布風(fēng)板夾角為60°、75°、90°、105°的噴動流化床進(jìn)行了數(shù)值計算，發(fā)現(xiàn)布風(fēng)板夾角越小，環(huán)隙區(qū)空隙率越大，越不

4、容易形成死區(qū)，但隨著布風(fēng)板夾角減小，射流直徑減小，氣固循環(huán)效率逐漸降低，且床層壓降增大。綜合考慮顆粒濃度分布均勻性和床層壓降，布風(fēng)板夾角應(yīng)在75°和90°之間。⑶研究了噴動風(fēng)速對噴動流化床流動特性的影響。隨著噴動風(fēng)速的增大，射流直徑增大，射流穿透能力增強(qiáng)，噴泉高度增高，氣固混合能力增強(qiáng)。但過大的噴動風(fēng)速，會引起床內(nèi)顆粒揚(yáng)析。因此對于本文研究的噴動流化床，噴動風(fēng)速控制在30m/s-35m/s之間為宜。⑷研究了流化風(fēng)速對噴動流化床流動特性的