【摘要】：氣固兩相系統(tǒng)及其傳熱問題是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。氣固兩相流在工程中應(yīng)用廣泛,從大型的流化床鍋爐到用于氣固催化反應(yīng)器的微小流化床都有應(yīng)用。本文基于歐拉-拉格朗日方法下的計算流體力學(xué)——離散單元法(CFD-DEM),采用DDPM(Dense Discrete Phase Model)模型與DEM(Discrete Element Method)模型相結(jié)合對流化床內(nèi)的顆粒分布進(jìn)行數(shù)值模擬,并在其基礎(chǔ)上對流化床顆粒系統(tǒng)的輻射特性進(jìn)行分析。選取了不同空間區(qū)域的粒子系,運(yùn)用多球T矩陣方法對粒子系的輻射特性進(jìn)行分析,并與獨(dú)立散射下的粒子系輻射特性進(jìn)行分析對比。本文采用歐拉方法對流化床兩相流中的氣相進(jìn)行模擬,對固相顆粒則采用DDPM-DEM模型。DDPM-DEM模型考慮了粒子與粒子、粒子與壁面、粒子與連續(xù)相的相互作用,相對于傳統(tǒng)的離散相模型適用于更高的顆粒相體積分?jǐn)?shù)。模型建立在內(nèi)徑為0.1mm的流化床上,分析了粒徑分別為3.6μm、4.5μm、6μm,固相顆粒體積分?jǐn)?shù)分別為8.91%、11.88%、14.88%和17.86%下流化床的流場特性,并對流化床內(nèi)顆粒相的空間分布進(jìn)行分析。結(jié)果表明,在相同的流化速度下,隨著固相顆粒粒徑的增大,流化床內(nèi)的顆粒更難發(fā)生流化,粒徑對其的影響比固相顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響更大。基于對流化床流場的數(shù)值模擬得出顆粒系的空間分布,進(jìn)一步采用考慮了粒子間電磁波的相干效應(yīng)的多球T矩陣方法分析粒子系的輻射特性,并與獨(dú)立散射下的計算結(jié)果進(jìn)行分析比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在相同粒徑下,隨著粒子系體積分?jǐn)?shù)的增大,散射因子逐漸減小;運(yùn)用多球T矩陣計算的粒子系的輻射特性與獨(dú)立散射下的計算結(jié)果相差很大,并隨著粒子系體積分?jǐn)?shù)的減小,兩者的差值逐漸減小,當(dāng)粒子系體積分?jǐn)?shù)小于8%時,粒子系散射開始從非獨(dú)立散射向獨(dú)立散射過渡。
【圖文】：

圖 3-1 圓柱形流化床網(wǎng)格劃分示意圖子填充過程數(shù)值模擬tran 模擬粒子的填充過程，在這里將粒子設(shè)定為球形，形床中高為 0.56mm，邊長為 0.12mm 的正方形截面上始速度進(jìn)入圓柱形流化床內(nèi)，在重力作用下，數(shù)量為充重力沿 Y 方向，取 g=-9.81m/s2，這里采用的是考慮與墻壁相互碰撞的離散單元法對粒子運(yùn)動進(jìn)行數(shù)值模子碰撞和粒子與墻壁碰撞個數(shù)不再變化時，迭代計算量，并讀取各個球形粒子的中心坐標(biāo)，作為粒子流化始位置，粒子直徑作為流化床中固相顆粒的直徑。此分別為 8.91%、11.88%、14.88%和 17.86%，，球形粒μm、6μm，密度為 1550kg/m3，楊氏模量為 3×106Pa，.1，碰撞恢復(fù)系數(shù)為 0.9。當(dāng) fv=8.91%，d=3.6μm 時，球 3-2 所示。

fv=8.91%，d=3.6μm 時粒子的初始填充設(shè)置.0 在上文粒子填充的基礎(chǔ)上流化模擬分為以下幾個步驟進(jìn)行：將利用 ICEM 劃分好的網(wǎng)格文件7。采用瞬態(tài)計算。，本文研究的是流化床氣固兩相流型，離散相模型選擇 DDPM(Den。本文對離散相的追蹤采用非穩(wěn)大迭代次數(shù)設(shè)為 200，粒子時間步 碰撞，離散相受連續(xù)相的曳力模件形式，文件來源于球形粒子的粒子在 X 軸、Y 軸、Z 軸方向上
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK124;TB126

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2671283