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《探索氣固流化床流動特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、青島科技大學(xué)碩士學(xué)位論文氣固流化床流動特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬姓名：董淑芹申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：曹長青20090420青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文氣固流化床流動特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬摘要近代固體流態(tài)化技術(shù)在工程中作為一種重要的流～固相間物理操作技術(shù)被廣泛采用。流化床是典型的流態(tài)化多相流操作技術(shù)。由于多相流行為是一個(gè)典型的混沌過程和非線性過程，對各種床內(nèi)參數(shù)，如壓力脈動值、局部相含率、顆粒速度、顆粒溫度、氣泡尺寸等動態(tài)變化過程的剖析，可以獲得更深層次的信息。近年來興起的計(jì)算流體力學(xué)(CFD)方法，具有方便的測定實(shí)驗(yàn)中不易測得的數(shù)據(jù)、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、修正及驗(yàn)證理論模型、降
2、低實(shí)驗(yàn)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，引起了許多研究者的興趣。本文采用流體力學(xué)模擬軟件FLIUENT6．2，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)，首先優(yōu)化氣固流化床分布板開孔率，然后采用最佳開孔率分布板，測量氣一固流化床內(nèi)局部固體濃度、床層壓降等參數(shù)，并與模擬值進(jìn)行比較。根據(jù)結(jié)果比較，修正及驗(yàn)證數(shù)值模型，獲得最佳普適性和可靠性強(qiáng)的數(shù)值模型。第一，采用實(shí)驗(yàn)與模擬相結(jié)合的方法，研究三種不同分布板開孔率(咖=o．46，0．86，1．10％)對分布板壓降、局部固體濃度、氣泡尺寸、床層壓降等參數(shù)的影響，確定最佳開孔率。研究結(jié)果表明，隨開孔率的增大，分布板壓降和分布板附近形成氣泡尺寸減小，顆粒流化質(zhì)量降低。開孔率對平均床層壓降影響較
3、小，但對床層壓力波動影響較大。根據(jù)對各參數(shù)的綜合研究，確定最佳開孔率為0．46％。第二，為減小計(jì)算誤差，通過研究幾何模型、網(wǎng)格數(shù)量、最小時(shí)間步長、顆粒碰撞恢復(fù)系數(shù)等因素對計(jì)算結(jié)果的影響，確定最佳計(jì)算參數(shù)。根據(jù)表觀氣速對流化狀態(tài)的影響，確定模擬氣速大于O．04m·s．1。在以上參數(shù)條件下，研究Syamlal．O’Brien、Gidaspow和W．鈕andYu三種曳力模型對流化狀態(tài)的影響。根據(jù)三種曳力模型對固體濃度分布和氣、固速度等參數(shù)的影響，本文選用Syamlal．O’Brien曳力模型，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對曳力模型進(jìn)行了修正，減小計(jì)算偏差。第三，研究聲場流化床內(nèi)流體動力學(xué)行為。在修正曳力模
4、型基礎(chǔ)上，根據(jù)聲場對顆粒速度和固體動量方程的影響，建立氣一固流化床聲學(xué)模型。將聲學(xué)模型編程后導(dǎo)入FLUENT軟件，考察聲壓級對局部固體濃度、氣泡特征、壓力波動、顆粒速度、顆粒溫度等參數(shù)的影響。將模擬值與實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，驗(yàn)證了模型的可靠性。研究結(jié)果表明，在～定誤差范圍內(nèi)，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好，可以正確反映聲場流化床的流體動力學(xué)行為。但部分模擬結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)有一定氣固流化床流動特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬的差別，說明本文建立的聲學(xué)模型有待于進(jìn)一步的修正和研究：關(guān)鍵詞：分布板開孔率數(shù)值模擬曳力模型聲場流化床聲學(xué)模型青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文T既D叮!江STIGATIONOFEXPERI
5、N【ENTANDNUMEIUCALSIN幾幾ATIONONFLOWCHARACTERISTICINGAS．FLUIDIZEDBEDABSTRACTThesolidfluidizationtechnologyisusedwidelyasanimportantfluid—solidphysicaloperation．F1uidizedbedisthetypicaltcChnologyofmulti-phasefluidization．Becausethemulti．phasebehavioristhechaosandnonlinearprocesses，thefurtherinformat
6、ionCallbeachievedbyanalyzingthevarietyofparametersinfluidizedbed,suchaspressuredrop，localphaseconcentration,particlevelocity,granulartemperature，bubblesize，andSOon．Thecomputationalfluiddynamics(CFD)methodhasbeeninterestedOVerthepastyearsbymanyresearchers，becauseitCanobtain也edatawhichisdifficultf
7、orexperiment，optimizeexperimentalapparatus，modifyandtestifynurneficalmodels，redneeexperimentalcharge．a(chǎn)ndSOon．ThebestperforatedratioofdistributorWasdeterminedusingCFDcodeFI．I甩NT6．2combiningexperimentaldatameasuredinOurlab，fir
