探索氣固流化床的實(shí)驗(yàn)與模擬研究

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1、加介認(rèn)掌碩士學(xué)位論文勿論文題目氣固流化床的實(shí)驗(yàn)與模擬研究不七書多知毛去不‘夸奮弓官留卜牛習(xí)外工乍習(xí)產(chǎn)」壓習(xí)十指導(dǎo)教師馮連芳教授王嘉駿副教授學(xué)科專業(yè)化學(xué)工程所在學(xué)院材料與化工學(xué)院提交日期年月妙從￡一’、對(duì)比鄉(xiāng)八恤即心乃了晚淺刀泛”之口，尸如浙江大學(xué)碩士畢，論‘琴摘要稠密氣固流動(dòng)是普遍存在的物理現(xiàn)象。作為化工和熱能動(dòng)力領(lǐng)域中廣泛使用的裝置，鼓泡流化床的流動(dòng)就是典型的稠密氣固流動(dòng)。床內(nèi)的傳熱、燃燒和磨損等過程都是在這種流動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)生和發(fā)展的。因此，關(guān)于流化床的流體力學(xué)特，長(zhǎng)期。，性和氣固兩相相互作用規(guī)律以來一直是一個(gè)重要的研究課題同時(shí)人們進(jìn)一步發(fā)展了建立在流體力學(xué)基礎(chǔ)上

2、的數(shù)值模擬方法，成為試驗(yàn)研究手段的一個(gè)重要補(bǔ)充。本文首先討論了數(shù)值模擬過程中網(wǎng)格劃分、邊界條件、松弛因子和時(shí)間步長(zhǎng)，。一對(duì)結(jié)果的影響得出了適合本文模型的相關(guān)設(shè)置在此基礎(chǔ)上分析了多相流模型中幾種曳力模型，研究了空隙率和顆粒雷諾數(shù)對(duì)曳力的影響。發(fā)現(xiàn)等和模型所得結(jié)果的非均勻流動(dòng)性明顯高于和模型，其原因可能在于前兩種曳力模型在空隙率臨界點(diǎn)處不連續(xù)或突變的特性。應(yīng)用模型，研究了密相鼓泡流化床的流動(dòng)非均勻性。結(jié)果表明，恢復(fù)系數(shù)和曳力是影響流化床內(nèi)非均勻流動(dòng)結(jié)構(gòu)的主要因素?；謴?fù)系數(shù)在能量方面主要表現(xiàn)在對(duì)顆粒碰撞耗散和動(dòng)能的影響。曳力表征氣固之間的作用力，決定了床層的膨脹高度，在能

3、量方面主要表現(xiàn)為對(duì)動(dòng)能和勢(shì)能的影響。二者對(duì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)影響的對(duì)比來看，曳力的影響起主導(dǎo)作用。，一在以上分析的基礎(chǔ)上應(yīng)用模型對(duì)類顆粒的流化過程進(jìn)行了模擬，并從流化狀態(tài)、床層膨脹比、床層壓降及功率譜幾方面與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，二維模擬結(jié)果中床層膨脹比與實(shí)驗(yàn)值變化趨勢(shì)一致，但高于實(shí)驗(yàn)值床層壓降和壓力脈動(dòng)功率譜與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。三維模擬的結(jié)果則與實(shí)驗(yàn)較接近。從準(zhǔn)數(shù)和能量的角度分析，二維結(jié)果的準(zhǔn)數(shù)和動(dòng)能低于三維結(jié)果，勢(shì)能則高于三維結(jié)果，在結(jié)果中表現(xiàn)為較弱的非均勻流動(dòng)性和較高的床層膨脹比。，分析、壓力脈實(shí)驗(yàn)研究了兩種粒徑組合的雙組分流化系統(tǒng)了起始流化速度、。，，，動(dòng)功率譜及主

4、頻變化結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同體積分率比例條件下平均粒徑越大氣固流化床的實(shí)驗(yàn)與模擬研究起始流化速度也越大，越不容易流化。因此壓力脈動(dòng)的幅值越小，主頻也越小。對(duì)雙組分流化系統(tǒng)，也進(jìn)行了探索性的模擬研究，通過調(diào)整顆粒間的曳力，獲得了與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較吻合的結(jié)果。關(guān)鍵詞氣固流化床一模型曳力模型恢復(fù)系數(shù)類顆粒雙組分浙江大學(xué)碩士畢，論‘琴一，，，一，一，，，，一一，，一側(cè)一，一，，月乞一，，，州，一一以氣固流化床的實(shí)驗(yàn)與模擬研究，，摘要………………，…………第一章前言……，…，，，…，……第二章文獻(xiàn)綜述…………、引言……氣固流化床概述……流化狀態(tài)的判別……流化床中的流動(dòng)特性……幾……，‘，流化

5、床中的壓力脈動(dòng)………………流化床壓力脈動(dòng)形成的原因……壓力脈動(dòng)信號(hào)的分析方法……，，壓力脈動(dòng)信號(hào)的應(yīng)用………………，，，，二流化床中的檢測(cè)技術(shù)……顆粒性質(zhì)的測(cè)量方法……流化床中各種流體力學(xué)特性的測(cè)量……顆粒濃度的測(cè)量……顆粒速度的測(cè)量……，……計(jì)算流體力學(xué)在流態(tài)化領(lǐng)域的應(yīng)用……計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)介……氣固兩相流模擬概述……‘……巧，，，傳統(tǒng)的擬流體模型…………………、顆粒相動(dòng)力學(xué)理論模型及研究進(jìn)展……課題的提出…，…，……，……，……，……，，，，第三章實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法…………………………，三維圓管流化床……，二維流化床……實(shí)驗(yàn)方法……，……、……，顆粒性質(zhì)的測(cè)量……

6、表觀氣速……床層高度……，……，床層壓力及其脈動(dòng)…………多組分顆粒質(zhì)量分布……，…，，，，，…，二，……，二，第四章氣固流化床的實(shí)驗(yàn)與模擬二………二，，數(shù)值計(jì)算中參數(shù)的影響…………有限體積法求解模型方程的基本思想……，網(wǎng)格的影響…………，，邊界條件與松弛因子的影響………………，時(shí)間步長(zhǎng)的設(shè)定……小結(jié)……，……，……，曳力模型研究…………。，曳力模型的分析………………不同曳力模型模擬結(jié)果的分析……，……，模型對(duì)流化狀態(tài)的影響……模型對(duì)床層壓降的影響……浙、大學(xué)碩士畢必論義琴、，二準(zhǔn)數(shù)的分析…………、小結(jié)…………密相流化床內(nèi)非均勻流動(dòng)結(jié)構(gòu)的研究……恢復(fù)系數(shù)對(duì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)的影

7、響……曳力……、……對(duì)流動(dòng)結(jié)構(gòu)的影響流動(dòng)結(jié)構(gòu)影響因素的能量分析……，小結(jié)…………、類顆粒流化過程的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬…………流化狀態(tài)的變化……，床層膨脹比……，，，，，，，二床層壓降………………，，，……壓力脈動(dòng)與功率譜分析……………，，，，，，二二準(zhǔn)數(shù)的分析……………能量分析……小結(jié)……，……雙組分氣固流化床的實(shí)驗(yàn)與模擬研究……雙組分顆粒流化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析……起始……，……流化速度，壓力脈動(dòng)分析…………壓力信號(hào)的功率譜分析……小結(jié)……，……，多組分顆粒流化床的模擬…………模型的建立與組分劃分……不同組分顆粒的軸向濃度分布……顆粒間曳力分析……、，小結(jié)……………第……