發(fā)布時(shí)間：2021-03-07 08:48

　　在顆粒動(dòng)理學(xué)理論（KTGF）的基礎(chǔ)上,通過(guò)引入表征粗糙顆粒摩擦和切向非彈性的切向彈性恢復(fù)系數(shù)β,以及綜合反映顆粒平動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)脈動(dòng)強(qiáng)度的顆粒擬總溫e₀,結(jié)合輸運(yùn)理論建立了考慮顆粒旋轉(zhuǎn)作用的顆粒相質(zhì)量、動(dòng)量和顆粒擬總溫守恒方程。并在求解了同時(shí)具有平動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能量耗散和顆粒相應(yīng)力等參數(shù)的前提下提出了顆粒相壓力、剪切黏度和能量耗散等本構(gòu)關(guān)系式以及邊界條件,最終得出了粗糙顆粒動(dòng)理學(xué)理論（KTRS）。通過(guò)改變液相的流變特性,分析了冪律流變模型中流動(dòng)指數(shù)n和稠度系數(shù)K_l對(duì)流化床內(nèi)流固兩相流動(dòng)特性的影響,模擬結(jié)果表明:隨著流動(dòng)指數(shù)和稠度系數(shù)的增大,液相湍動(dòng)能耗散率逐漸增大,而顆粒相壓力逐漸減小,顆粒旋轉(zhuǎn)先增大后減小。 

【文章來(lái)源】：化工學(xué)報(bào). 2020,71(04)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

床層動(dòng)態(tài)高度隨液體速度的分布

圖2為分別采用KTRS模型與KTGF模型得到的液體黏度的瞬時(shí)分布。計(jì)算得到的兩種模型下的液體黏度具有相同的趨勢(shì)。即初始時(shí)刻，床層中的液體黏度急劇下降，大約3 s后，則在一定數(shù)值附近上下波動(dòng)。將兩種模型下的液體黏度進(jìn)一步對(duì)比，可以看出KTRS模型得到的液體黏度略大。這是由于此時(shí)液體的流動(dòng)指數(shù)n<1，液體表現(xiàn)出剪切稀釋的特點(diǎn)，即剪切速率越大，液體黏度越小。由于KTRS模型考慮了顆粒的旋轉(zhuǎn)，增大了顆粒相間的動(dòng)量以及能量的傳遞和耗散，顆粒在流化床內(nèi)不易被液體所攜帶，液體的剪切速率減小，致使液體的黏度增大。2.2 Ehsani等實(shí)驗(yàn)

圖3為采用兩種模型模擬得到的床層內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)與Ehsani等實(shí)驗(yàn)測(cè)量值的比較。從圖中可以看出，采用KTRS模型得到的床層內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)要小于采用KTGF模型得到的床層內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)，且KTRS模型計(jì)算得到的床層內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)與實(shí)驗(yàn)值更為接近，經(jīng)計(jì)算在穩(wěn)定狀態(tài)下，采用KTRS模型得到的時(shí)均床層內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)為0.659，而采用KTGF模型得到的時(shí)均床層內(nèi)液體體積分?jǐn)?shù)為0.688，實(shí)驗(yàn)測(cè)量值為0.660。模擬結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了KTRS模型考慮了顆粒的旋轉(zhuǎn)作用，旋轉(zhuǎn)造成了較大的能量耗散，因而顆粒的運(yùn)動(dòng)能力減弱。從以上的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值的比較可以看出，所提出的模型既能夠較好地預(yù)測(cè)流化床內(nèi)牛頓流體-顆粒兩相流動(dòng)，又能夠很好地預(yù)測(cè)流化床內(nèi)冪律流體-顆粒兩相流動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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