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《試析細顆粒噴動床流體力學特性的數值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、西北大學碩士學位論文細顆粒噴動床流體力學特性的數值分析姓名：宋金榮申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工藝指導教師：馬曉迅20100617捅要迄今為止，對于細顆粒噴動現象尚未進行系統(tǒng)的實驗研究。為此，本文擬采用歐拉．歐拉雙流體模型對柱錐型噴動床內細顆粒噴動的流體動力學特性進行了數值分析。應用曳力模型描述氣固相間作用，并運用顆粒動理學理論對固相動量守恒方程中的固相壓力和固相黏度進行封閉。考慮到噴動床內的稠密氣固流動，建模中還考慮了顆粒摩擦應力?；谏鲜鰯祵W模型，研究考察了封閉方程和相關參數以及網格尺度、時間步長對模擬結果的影響，并采用數值模擬方法對噴動床幾何結構相關的參數對細顆粒噴動行為的影
2、響進行了討論。模擬得到了細顆粒在噴動床內的流體動力學特性，比如流型轉變、濃度場分布、速度場分布、壓力場分布等，并將模擬結果與文獻報道的實驗結果和模擬結果進行了比較分析。在對曳力模型進行考察時發(fā)現，與采用Wen&Yu模型、Gidaspow模型以及Syamlal．O’Brien模型這三種氣固曳力模型得到的流型相比，在使用Schiller&Naumann曳力模型對細顆粒噴動行為進行模擬時得到的流型更穩(wěn)定，其原因可能和噴動床幾何結構有關。在對摩擦應力模型進行考察時發(fā)現，與未采用摩擦應力模型的結果相比，在采用Jackson&Jackson摩擦應力模型或省Schaeffer摩擦應力模型時，模擬
3、得到的噴射區(qū)顆粒速度及空隙率均有所提高。由此說明，摩擦應力對細顆粒在噴射區(qū)的流體動力學行為也有顯著影響，而對于粗顆粒，其影響僅限于環(huán)隙區(qū)。由模擬結果還可得知，與粗顆粒噴動類似，顆粒碰撞恢復系數和最大填充率對細顆粒噴動模擬結果也都有很大影響。因此，對于缺乏實驗數據的研究體系，在對細顆粒噴動現象進行數值模擬時，預測合理的恢復系數和最大填充率就顯得至為重要。模擬結果顯示，噴動床幾何結構對細顆粒噴動影響顯著。要形成穩(wěn)定噴動，顆粒直徑、噴嘴直徑及床體直徑三者之間必須相互協(xié)調，并滿足一定條件，一般對細顆粒體系的要求比粗顆粒體系更為苛刻。但是由結果可知，對于細顆粒即使?jié)M足穩(wěn)定噴動的條件也不一定能
4、形成穩(wěn)定噴動。而對于噴動床結構與顆粒物性未能嚴格滿足噴動條件的體系，加裝導向管可能使細顆粒更容易實現穩(wěn)定噴動。研究發(fā)現，網格尺度和時間步長對模擬結果均有很大影響。研究中采用軸向網格數為300的網格時，得到的結果已基本滿足一般的精度要求，而軸向網格數為480的結果是網格獨立的解。并且，結果證實時間步長選擇0．0001s是合理的。關鍵詞：噴動床，細顆粒，氣固兩相流，雙流體模型，數值分析AbstractTheinvestigationoffineparticlegas—spoutingphenomenonhasnotyetbeenexperimentallystudieduntilnow
5、．Itishencetheproposeofpresentcontributiontoobtainhydrodynamicsbehavioroffineparticlespoutinginacylindrical-conicalspoutedbedinconnection、ⅣittlEularian—Eulariantwofluidmodelingapproach．Theinteractionbetweenphasesisdescribed淅tllthedragforce，whilethesolidpressureandviscosityrelatedtermsinthemomen
6、tumconservationequationforsolidphaseisclosedbythewell—knownkinetictheoryofgranularflow．Forsuchdensegas-solidflowinthespoutedbed，thefrictionalstressisconsideredaswell．Basedontheabovementionedmathematicalmodelssetup，theinfluencesoftheparametersrelatingtomodelclosure，the鰣dscaleandtimesteponthe．si
7、mulationresultshavebeendiscussed，aswellaseffectsoftheparametersrelatingtospoutedbedstructureonfineparticlespoutingbehaviorthroughthenumericalsimulationmethod．Thenumericalresultsaboutfineparticlespoutinghydrodynamics，suchasflowregimetran
