氣固流化床在過程工業(yè)中有著極其廣泛的應(yīng)用,其內(nèi)部的兩相流場(chǎng)是典型的非平衡、非均勻系統(tǒng),存在以顆粒團(tuán)聚為代表的介尺度結(jié)構(gòu),這給氣固流化床的模擬帶來了很大的難度。在氣固兩相流系統(tǒng)中,曳力對(duì)于流場(chǎng)的演變起著至關(guān)重要的作用,因此建立能夠描述介尺度結(jié)構(gòu)的非均勻曳力模型是解決問題的關(guān)鍵。以往的非均勻曳力模型多基于雙流體模型發(fā)展而來,面向離散化方法的非均勻曳力模型還少有報(bào)道。本文在能量最小多尺度（EMMS）理論框架下對(duì)面向離散方法的非均勻曳力模型（EMMS/DP）進(jìn)行了相關(guān)研究,并利用EMMS/DP曳力模型對(duì)多個(gè)氣固流化床提升管進(jìn)行模擬。最終應(yīng)用該方法對(duì)航天氣化爐冷模裝置中的氣固兩相流動(dòng)行為進(jìn)行了模擬預(yù)測(cè)。本文各個(gè)章節(jié)的研究?jī)?nèi)容如下:第一章綜述了氣固流態(tài)化系統(tǒng)的發(fā)展過程,介紹了當(dāng)前比較流行的三種數(shù)值模擬方法,并且對(duì)非均勻曳力模型的發(fā)展過程作了簡(jiǎn)要的介紹,提出了發(fā)展離散化非均勻曳力模型的必要性。第二章介紹了本文使用的顆粒軌道模型中一種粗粒化的數(shù)值模擬方法——MP-PIC方法,利用該方法模擬了兩個(gè)提升管算例,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合很好,并對(duì)該方法的兩個(gè)重要參數(shù):網(wǎng)格分辨率和粗�；瘏�(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析。第三章... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 氣固兩相流的數(shù)值模擬方法
        1.2.1 直接數(shù)值模擬
        1.2.2 雙流體模型
        1.2.3 顆粒軌道模型
    1.3 顆粒軌道模型的粗粒化方法
    1.4 曳力模型研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 MP-PIC方法及參數(shù)的研究
    2.1 背景介紹
    2.2 MP-PIC模型
    2.3 方法驗(yàn)證與參數(shù)研究
        2.3.1 方法驗(yàn)證與結(jié)果對(duì)比
        2.3.2 MP-PIC方法參數(shù)研究
    2.4 本章小節(jié)
第3章 EMMS/DP曳力模型改進(jìn)與發(fā)展
    3.1 背景介紹
    3.2 EMMS/DP曳力模型
    3.3 EMMS/DP曳力模型改進(jìn)
        3.3.1 改進(jìn)顆粒信息生成方式
        3.3.2 改進(jìn)非均勻因子擬合方式
    3.4 改進(jìn)后EMMS/DP曳力模型驗(yàn)證
        3.4.1 整體參數(shù)對(duì)比
        3.4.2 局部參數(shù)對(duì)比
    3.5 EMMS/DP曳力模型的發(fā)展——考慮操作條件的影響
        3.5.1 操作條件與密相固相濃度關(guān)聯(lián)
        3.5.2 操作條件與顆粒團(tuán)當(dāng)量直徑關(guān)聯(lián)
        3.5.3 模型驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 工業(yè)應(yīng)用——航天爐模擬
    4.1 背景介紹
    4.2 構(gòu)體介紹和模擬設(shè)置
        4.2.1 航天爐構(gòu)體介紹
        4.2.2 模擬設(shè)置
    4.3 結(jié)果分析與討論
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]化學(xué)工程中的介尺度科學(xué)與虛擬過程工程:分析與展望[J]. 楊寧,李靜海.  化工學(xué)報(bào). 2014(07)
[2]回眸與展望流態(tài)化科學(xué)與技術(shù)[J]. 李洪鐘,郭慕孫.  化工學(xué)報(bào). 2013(01)
[3]Direct numerical simulation of particle-fluid systems by combining time-driven hard-sphere model and lattice Boltzmann method[J]. Limin Wanga,*,Guofeng Zhoua,b,Xiaowei Wanga,Qingang Xionga,b,Wei Gea a State Key Laboratory of Multiphase Complex Systems,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China b Graduate School of the Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China.  Particuology. 2010(04)
[4]稠密氣固兩相流中顆粒團(tuán)運(yùn)動(dòng)的DEM模型研究[J]. 劉向軍,趙燕,徐旭常,宋紹峰.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2006(03)
[5]循環(huán)流化床提升管中團(tuán)聚物顆粒濃度的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 漆小波,曾濤,黃衛(wèi)星,祝京旭,石炎福.  四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2005(05)
[6]一個(gè)氣固兩相流動(dòng)阻力的新模型[J]. 肖海濤,祁海鷹,由長(zhǎng)福,徐旭常.  化工學(xué)報(bào). 2003(03)
[7]大型循環(huán)流化床流動(dòng)結(jié)構(gòu)分析[J]. 張明輝,錢震,余皓,魏飛,金涌.  化工學(xué)報(bào). 2003(02)

博士論文
[1]提升管內(nèi)氣固兩相流模擬[D]. 周泉.中國(guó)科學(xué)院研究生院(過程工程研究所) 2015
[2]氣固流態(tài)化介尺度結(jié)構(gòu)及非均勻曳力模型研究[D]. 陳程.清華大學(xué) 2014
[3]流態(tài)化脫硫反應(yīng)過程的湍流氣固兩相相互作用的研究[D]. 李飛.清華大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3701771