發(fā)布時間：2017-05-12 21:06

  本文關(guān)鍵詞：流化床內(nèi)氣固兩相流流動特性的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：節(jié)能與環(huán)保已成為當今電力工業(yè)發(fā)展的兩大主題。循環(huán)流化床以其高效、低污染、燃料適用廣等優(yōu)點在電力行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用，但是流化床因其自身的特點床內(nèi)的流動過程較為復(fù)雜，研究流化床內(nèi)氣固兩相流的流動特性對于全面認識氣固兩相流具有重要的意義，并且可為床內(nèi)氣固兩相的傳熱、燃燒以及帶化學(xué)反應(yīng)的研究奠定基礎(chǔ)。隨著計算機的快速發(fā)展，數(shù)值模擬作為與理論研究和實驗研究的互補的一種重要的研究方法在稠密氣固兩相流的研究中逐漸受到重視。 本文將離散單元法和計算流體力學(xué)結(jié)合建立了考慮顆粒旋轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)模型，并在在自行開發(fā)的程序上對流化床內(nèi)氣固兩相流特性進行了數(shù)值模擬。計算得到床內(nèi)顆粒軸向和徑向混合的序列圖，形象地展示了床內(nèi)顆粒的混合過程，定量分析表明顆粒的軸向混合效果優(yōu)于徑向混合，提高流化風速有助于加速顆粒的混合，并且徑向混合對流化風速的敏感性高于軸向混合；模擬得到了分別考慮顆粒旋轉(zhuǎn)和不考慮顆粒旋轉(zhuǎn)時氣體速度場以及顆粒速度場、濃度場以及顆粒的平均轉(zhuǎn)速分布，重點分析了顆粒的旋轉(zhuǎn)對顆粒速度、床層膨脹高度和平均空隙率的影響以及影響顆粒轉(zhuǎn)速的因素，結(jié)果表明顆粒的旋轉(zhuǎn)不僅會對顆粒自身的運動產(chǎn)生影響也會對其所在的流場產(chǎn)生一定的影響，，顆粒平均轉(zhuǎn)速不僅與顆粒間的碰撞次數(shù)有關(guān)還與顆粒間的碰撞強度有關(guān)；對在不同的表觀氣速下密度和粒徑隨機生成的顆粒的分離特性的模擬結(jié)果表明，在表觀氣速較低時，不同密度和不同粒徑的顆粒均會出現(xiàn)分離的現(xiàn)象，提高表觀氣速后顆粒發(fā)生較為明顯分離的位置有所提高，顆粒分離的程度減弱。
【關(guān)鍵詞】：流化床 稠密氣固兩相流 離散單元法 流動特性 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK229.66;O359
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 選題背景及意義11-13
• 1.2 稠密氣固兩相流數(shù)值模擬方法13-15
• 1.2.1 顆粒擬流體模型13-14
• 1.2.2 顆粒軌道模型14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3.1 流化床內(nèi)顆粒混合的國內(nèi)外研究進展15-17
• 1.3.2 流化床內(nèi)顆粒旋轉(zhuǎn)的國內(nèi)外研究進展17-19
• 1.3.3 流化床內(nèi)顆粒分離的國內(nèi)外研究進展19-22
• 1.4 本文主要工作22-24
• 第2章 氣固兩相流動的數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型24-34
• 2.1 固相離散單元法的原理以及碰撞力學(xué)模型24-28
• 2.1.1 流化床內(nèi)顆粒的受力分析24-25
• 2.1.2 顆粒間的碰撞力25-26
• 2.1.3 氣體對顆粒的曳力26-27
• 2.1.4 顆粒的運動方程27-28
• 2.2 氣相計算流體力學(xué)方法原理28-31
• 2.3 氣固兩相間的耦合31-33
• 2.3.1 顆粒對氣體的體積作用力31-32
• 2.3.2 氣固兩相間的數(shù)據(jù)傳遞過程32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 流化床內(nèi)顆�；旌咸匦缘臄�(shù)值模擬34-42
• 3.1 模擬對象及模擬過程34
• 3.2 模擬結(jié)果34-39
• 3.2.1 軸向混合和徑向混合過程序列圖34-36
• 3.2.2 氣體速度分布36-37
• 3.2.3 顆粒速度分布37-38
• 3.2.4 顆粒的速度矢量圖38
• 3.2.5 顆粒濃度場38-39
• 3.3 顆�；旌铣潭鹊亩吭u價39-41
• 3.3.1 顆粒特征濃度的定義39-40
• 3.3.2 顆�；旌铣潭鹊亩吭u價結(jié)果40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 流化床內(nèi)顆粒旋轉(zhuǎn)特性的數(shù)值模擬42-50
• 4.1 模擬方法42
• 4.2 模擬結(jié)果42-49
• 4.2.1 流化過程圖42-44
• 4.2.2 顆粒速度分布44-45
• 4.2.3 氣體速度分布45
• 4.2.4 顆粒濃度分布45-46
• 4.2.5 床層平均空隙率隨床高變化趨勢46
• 4.2.6 顆粒碰撞次數(shù)分布46-47
• 4.2.7 顆粒轉(zhuǎn)速分布47-48
• 4.2.8 不同密度的顆粒轉(zhuǎn)速隨床高的變化趨勢48
• 4.2.9 不同直徑的顆粒轉(zhuǎn)速隨床高的變化趨勢48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 流化床內(nèi)顆粒分離特性的數(shù)值模擬50-62
• 5.1 不同密度顆粒分離特性的數(shù)值模擬50-56
• 5.1.1 顆粒的密度分布50-51
• 5.1.2 不同密度顆粒的流化過程圖51-52
• 5.1.3 氣體速度分布52-53
• 5.1.4 不同密度顆粒的速度分布53
• 5.1.5 床內(nèi)不同密度顆粒的體積分數(shù)沿床高的分布53-55
• 5.1.6 不同密度顆粒的分離率55-56
• 5.2 不同粒徑顆粒分離特性的數(shù)值模擬56-61
• 5.2.1 顆粒的粒徑分布56-57
• 5.2.2 不同粒徑顆粒的流化過程圖57-58
• 5.2.3 氣體速度分布58
• 5.2.4 不同粒徑顆粒的速度分布58-59
• 5.2.5 不同粒徑顆粒沿床高的分布59-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第6章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果67-68
• 致謝68

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