本文關(guān)鍵詞：布風(fēng)結(jié)構(gòu)對噴動流化床兩相流流動特性的影響研究

  更多相關(guān)文章： 噴動流化床 布風(fēng)板 曳力模型 噴動速度 流化速度

【摘要】：噴動流化床是由噴動床改進(jìn)的新型爐型,既有流化床死區(qū)少的特點,也有噴動床流化特性好的特點,比常規(guī)噴動床有更好的可調(diào)性和適應(yīng)性,在工業(yè)上已得到廣泛應(yīng)用。到目前為止人們對噴動流化床的流體流動特性還缺乏系統(tǒng)的研究,在工程實踐中大部分情況下只能根據(jù)經(jīng)驗來進(jìn)行設(shè)備的結(jié)構(gòu)選型和參數(shù)優(yōu)化,所以對噴動流化床內(nèi)流動特性進(jìn)行數(shù)值模擬和結(jié)構(gòu)優(yōu)化顯得十分必要。噴動流化床的布風(fēng)板結(jié)構(gòu)及布風(fēng)方式對床內(nèi)流態(tài)有重要影響,不合適的布風(fēng)板結(jié)構(gòu)及布風(fēng)方式會造成流體在床內(nèi)的不穩(wěn)定流動,從而造成固體顆粒在床內(nèi)分布不均勻,影響固體顆粒的流化效率。因此,研究布風(fēng)板結(jié)構(gòu)和布風(fēng)方式對流化床流動形態(tài)的影響具有非常重要的意義。本文首先對小型的噴動流化床實驗裝置進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,比較了不同曳力模型和湍流模型的數(shù)值模擬結(jié)果,并與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,篩選了較準(zhǔn)確的曳力模型和湍流模型。然后采用該模型對大型噴動流化床進(jìn)行了數(shù)值模擬計算,分析了布風(fēng)板夾角、噴動風(fēng)速、流化風(fēng)速和流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)α鲃犹匦缘挠绊�。主要研究�?nèi)容和取得的成果如下:(1)基于歐拉-歐拉雙流體理論建立了噴動流化床數(shù)值模型,分別采用三種曳力模型(Gidaspow、Syamlal-O’Brien和Wen-Yu)和三種湍流模型(標(biāo)準(zhǔn)k-ε、RNGk-ε、Realizablek-ε)進(jìn)行氣固兩相流的模擬分析,發(fā)現(xiàn)采用Gidaspow曳力模型和標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型得到的結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合較好。(2)分別對布風(fēng)板夾角為60°、75°、90°、105°的噴動流化床進(jìn)行了數(shù)值計算,發(fā)現(xiàn)布風(fēng)板夾角越小,環(huán)隙區(qū)空隙率越大,越不容易形成死區(qū),但隨著布風(fēng)板夾角減小,射流直徑減小,氣固循環(huán)效率逐漸降低,且床層壓降增大。綜合考慮顆粒濃度分布均勻性和床層壓降,布風(fēng)板夾角應(yīng)在75°和90°之間。(3)研究了噴動風(fēng)速對噴動流化床流動特性的影響。隨著噴動風(fēng)速的增大,射流直徑增大,射流穿透能力增強(qiáng),噴泉高度增高,氣固混合能力增強(qiáng)。但過大的噴動風(fēng)速,會引起床內(nèi)顆粒揚析。因此對于本文研究的噴動流化床,噴動風(fēng)速控制在30m/s-35m/s之間為宜。(4)研究了流化風(fēng)速對噴動流化床流動特性的影響。隨著流化風(fēng)速增大,環(huán)隙區(qū)顆粒濃度減小,中心射流能力增強(qiáng),氣固循環(huán)效果增強(qiáng)。但過大的流化風(fēng)速,會在環(huán)隙區(qū)形成較大的氣泡,降低床層的穩(wěn)定性。對于本文的噴動流化床,流化風(fēng)速應(yīng)控制在10m/s左右。(5)研究了軸向、徑向和法向三種流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)妱恿骰擦鲃犹匦缘挠绊憽０l(fā)現(xiàn)流化風(fēng)進(jìn)氣方向為徑向和軸向時,環(huán)隙區(qū)顆粒濃度較高,易形成死區(qū),且環(huán)隙區(qū)和噴動區(qū)混合能力較差。當(dāng)進(jìn)氣方向為法向時,環(huán)隙區(qū)死區(qū)情況得到很大改善,氣固混合效果較好。
【關(guān)鍵詞】：噴動流化床 布風(fēng)板 曳力模型 噴動速度 流化速度
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.13
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題的研究背景及意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 實驗研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容18-19
• 1.4 本章小結(jié)19-21
• 第2章 噴動流化床氣固兩相流模型的選擇21-37
• 2.1 引言21
• 2.2 模型的建立21-27
• 2.2.1 理論模型22-25
• 2.2.2 邊界條件和初始參數(shù)25-27
• 2.3 噴動流化床兩相流的數(shù)值模擬27-36
• 2.3.1 模擬方法27-30
• 2.3.2 曳力模型比較30-33
• 2.3.3 湍流模型比較33-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 布風(fēng)板結(jié)構(gòu)對噴動流化床流動特性的影響37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 物理模型的建立37-39
• 3.3 不同布風(fēng)板角度的數(shù)值模擬39-46
• 3.3.1 不同夾角對固體顆粒體積分?jǐn)?shù)分布的影響41-44
• 3.3.2 不同夾角對固體顆粒速度分布的影響44-46
• 3.3.3 不同夾角對床層壓降影響46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 布風(fēng)方式對噴動流化床流動特性的影響47-65
• 4.1 引言47
• 4.2 噴動風(fēng)速的改變對噴動流化床流動特性的影響47-52
• 4.2.1 噴動風(fēng)速對固體顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響47-50
• 4.2.2 噴動風(fēng)速對固體顆粒速度的影響50-52
• 4.2.3 噴動風(fēng)速對床層壓降的影響52
• 4.3 流化風(fēng)速對噴動流化床流動特性的影響52-58
• 4.3.1 流化風(fēng)速對固體顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響53-55
• 4.3.2 流化風(fēng)速對固體顆粒速度的影響55-57
• 4.3.3 流化風(fēng)速對床層壓降的影響57-58
• 4.4 流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)妱恿骰擦鲃犹匦缘挠绊?/span>58-63
• 4.4.1 流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)腆w顆粒體積分?jǐn)?shù)的影響58-61
• 4.4.2 流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)腆w顆粒速度的影響61-62
• 4.4.3 流化風(fēng)進(jìn)氣方向?qū)Υ矊訅航档挠绊?/span>62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-65
• 第5章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65-66
• 5.2 創(chuàng)新點66
• 5.3 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 致謝71

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本文編號：830226