【摘要】：流化床反應器(Fluidized Bed Reactor,FBR)由于其具有構造簡單和傳熱傳質性能好等顯著的優(yōu)點,被廣泛應用于各種化工生產過程中。而對FBR內的動力學行為有個正確的理解對于高效地操作和優(yōu)化FBR是十分重要的。近年來隨著計算機性能的高速發(fā)展,計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)逐漸成為一種能夠高效預測FBR內多相流動行為的重要工具。但在以往很多的兩相CFD模擬中都假設顆粒粒徑是單分散的,而在很多實際過程中的顆粒粒徑卻是存在一定分布的(例如:烯烴聚合和流化催化裂化)。所以為了更加準確地描述顆粒相,通常會引入粒群衡算方法(Population Balance Method,PBM)來描述顆粒相的粒徑分布。本文基于商業(yè)CFD軟件FLUENT 6.3.26平臺,通過以下三個方面的數(shù)值模擬研究進一步完善了兩種典型多分散氣固體系:烯烴聚合FBR和流化催化裂化(Fluid Catalytic Cracking,FCC)提升管反應器中的CFD-PBM耦合模型。(1)比較了烯烴聚合FBR的CFD-PBM耦合模型中四種曳力子模型:Syamlal-O’Brien曳力模型、Gidaspow曳力模型、Mc Keen曳力模型和EMMS曳力模型的適用性。結果表明EMMS模型是最適合該體系的曳力模型。(2)比較了烯烴聚合FBR的CFD-PBM耦合模型中用來求解粒群衡算方程的三種不同矩方法:正交矩方法(Quadrature Moments Of Method,QMOM)、直接正交矩方法(Direct Quadrature Moments Of Method,DQMOM)和固定軸點正交矩方法(Fixed Pivot Quadrature Moments Of Method,FPQMOM)的適用性。結果表明采用FPQMOM能夠得到更加真實的模擬結果,并且能夠提高計算效率。(3)將QMOM,DQMOM和FPQMOM三種矩方法的適用性的比較擴展到FCC提升管反應器的CFD-PBM耦合模型中。結果表明在該體系中,使用QMOM能夠得到更加真實的結果。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ052

【參考文獻】

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1 任合斌;流化床內流動、傳熱與燃燒特性的DEM數(shù)值模擬[D];華中科技大學;2006年

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本文編號：2585215