本文關(guān)鍵詞：振動(dòng)流化床內(nèi)部流動(dòng)和傳熱特性數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：振動(dòng)流化床已廣泛應(yīng)用于制糖,化工,食品,醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域。振動(dòng)流化床是一種改型流化床,將指定要求的振動(dòng)源施加于普通氣固流化床上,從而改善床層流化質(zhì)量,消除流化過(guò)程中混合不均勻、溝流等現(xiàn)象。隨著科技的發(fā)展,計(jì)算流體力學(xué)方法(CFD)在數(shù)值模擬稠密氣固兩相流動(dòng)中廣泛應(yīng)用,模擬結(jié)果可以較好的重現(xiàn)顆粒的實(shí)際流動(dòng)特性。本文以Geldart B和D類粗顆粒二維振動(dòng)流化床為研究對(duì)象,以雙流體模型和顆粒動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ),并采用C語(yǔ)言,自行編寫(xiě)振動(dòng)網(wǎng)格和傳熱模型的UDF程序,對(duì)床層流場(chǎng)及顆粒對(duì)流傳熱進(jìn)行數(shù)值模擬。討論了不同參數(shù)對(duì)振動(dòng)流化床流動(dòng)和傳熱特性的影響。 在流動(dòng)方面,對(duì)于單噴嘴流化床,分析了氣泡的生成、長(zhǎng)大和破裂的周期過(guò)程。發(fā)現(xiàn)振動(dòng)雖然可以抑制氣泡的生成,但是同時(shí)加快了氣泡合并的頻率。對(duì)于均勻進(jìn)氣流化床,研究振幅和振動(dòng)頻率對(duì)顆粒濃度、床層壓降等的影響。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)：振動(dòng)作用使床層底部形成低顆粒濃度區(qū)域,振動(dòng)溝壑的出現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生大氣泡；受振動(dòng)影響,顆粒濃度沿軸向方向分為近布風(fēng)板稀相、床中部密相和床層表而稀相過(guò)渡三個(gè)區(qū)域。這里受振動(dòng)作用影響最大的是近布風(fēng)板區(qū)域,該區(qū)域空隙率的變化頻率等于布風(fēng)板的振動(dòng)頻率；隨著振動(dòng)參數(shù)的增大,顆粒濃度、顆粒速度都趨于均勻；隨布風(fēng)板周期性振動(dòng),床層內(nèi)氣體壓降也呈現(xiàn)周期振蕩；通過(guò)對(duì)顆粒平均動(dòng)能的研究,發(fā)現(xiàn)振動(dòng)作用力對(duì)顆粒的影響,主要發(fā)生在0到1/8周期內(nèi)。 在傳熱方面,對(duì)于這兩種流化床,分別分析了各個(gè)操作參數(shù)對(duì)傳熱過(guò)程的影響。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)：隨著氣速的增加,傳熱系數(shù)都先增大后減小；加入振動(dòng)后,在低氣速時(shí),隨振幅和頻率的增加,傳熱系數(shù)呈先增大后減小的趨勢(shì)；進(jìn)一步升高氣速,隨振幅和頻率的增加,傳熱系數(shù)呈下降趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：振動(dòng)流化床 計(jì)算流體力學(xué)方法 數(shù)值模擬 流動(dòng)特性 顆粒對(duì)流傳熱
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TQ021
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-25
• 1.1 流化床概述10-14
• 1.1.1 流化床概述10-12
• 1.1.2 顆粒的分類12-13
• 1.1.3 流化干燥技術(shù)13-14
• 1.2 振動(dòng)流化床14-18
• 1.2.1 簡(jiǎn)介14-15
• 1.2.2 工作原理15-16
• 1.2.3 氣固兩相流動(dòng)特性16-18
• 1.3 CFD在流態(tài)化領(lǐng)域的應(yīng)用18-23
• 1.3.1 概述18-19
• 1.3.2 氣固流化床兩相流模型19-20
• 1.3.3 顆粒動(dòng)力學(xué)模型20-21
• 1.3.4 傳熱模型21-23
• 1.4 本文研究的意義、目的和內(nèi)容23-25
• 1.4.1 本課題的意義和目的23-24
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容24-25
• 2 建立模型25-39
• 2.1 幾何建模25-26
• 2.2 控制方程26-35
• 2.2.1 守恒方程26-27
• 2.2.2 顆粒動(dòng)力學(xué)模型27-29
• 2.2.3 氣固曳力模型29-31
• 2.2.4 氣固傳熱模型31-32
• 2.2.5 有效導(dǎo)熱系數(shù)模型32-35
• 2.3 邊界條件35-38
• 2.3.1 初始邊界條件的設(shè)定35-36
• 2.3.2 振動(dòng)場(chǎng)的設(shè)定36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3 振動(dòng)流化床氣固兩相流動(dòng)特性模擬39-60
• 3.1 流化床內(nèi)兩相流動(dòng)過(guò)程模擬流程40
• 3.2 單噴嘴鼓泡床流動(dòng)特性40-46
• 3.2.1 普通流化床流動(dòng)特性41-42
• 3.2.2 振動(dòng)對(duì)氣泡的影響42-44
• 3.2.3 振幅對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的影響44-45
• 3.2.4 振動(dòng)頻率對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的影響45-46
• 3.3 均勻進(jìn)氣流化床流動(dòng)特性46-57
• 3.3.1 振動(dòng)對(duì)流化床內(nèi)流動(dòng)的影響46-48
• 3.3.2 振動(dòng)對(duì)顆粒濃度分布的影響48-52
• 3.3.3 振動(dòng)對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)速度的影響52
• 3.3.4 振動(dòng)對(duì)床層壓降分布的影響52-55
• 3.3.5 振動(dòng)對(duì)顆粒平均動(dòng)能的影響55-57
• 3.4 振動(dòng)流化床中溴化丁基膠的流動(dòng)特性研究57-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 4 振動(dòng)流化床氣固兩相傳熱特性模擬60-77
• 4.1 流化床傳熱機(jī)理60-62
• 4.1.1 氣固傳熱60
• 4.1.2 顆粒對(duì)流傳熱60-61
• 4.1.3 流化床內(nèi)傳熱模擬流程61-62
• 4.2 單噴嘴鼓泡床顆粒對(duì)流傳熱數(shù)值模擬62-69
• 4.2.1 氣速對(duì)傳熱的影響66-67
• 4.2.2 振動(dòng)對(duì)傳熱的影響67-69
• 4.3 均勻進(jìn)氣流化床傳熱數(shù)值模擬69-76
• 4.3.1 氣固傳熱數(shù)值模擬69-70
• 4.3.2 顆粒對(duì)流傳熱數(shù)值模擬70-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 附錄A1 UDF程序84-87
• 附錄A2 符號(hào)說(shuō)明87-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況89-90
• 致謝90-91

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：421114