本文關(guān)鍵詞：射流液固流化床多組分顆粒流動(dòng)特性的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：液固流態(tài)化具有床層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、流化質(zhì)量好、傳質(zhì)傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn),因其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn),便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理和控制,廣泛應(yīng)用于工業(yè)的諸多領(lǐng)域。本文將倒置流化床與射流流化床工藝相結(jié)合,亦在改善倒置流化床油田污水處理過程中流固混合特性,提高除油效率。然而目前對(duì)其理論研究工作甚少,加之床內(nèi)流動(dòng)過程的復(fù)雜性和不確定性,因此選擇數(shù)值模擬方法對(duì)其機(jī)理展開研究。本文采用Euler-Lagrange模型研究射流液固流化床多組分顆粒流動(dòng)特性,在Lagrange坐標(biāo)下求解離散顆粒運(yùn)動(dòng),在Euler坐標(biāo)下求解液相運(yùn)動(dòng)。本文選用計(jì)算流體力學(xué)與DEM相耦合的方法,采用軟球模型,充分考慮顆粒形變引起的動(dòng)能變化,液體對(duì)顆粒的曳力采用Gidaspow曳力模型計(jì)算,k-?模型模擬液相湍流,首先對(duì)倒置液固射流流化床內(nèi)單組分顆粒流動(dòng)過程展開模擬,并將計(jì)算結(jié)果與Renganathan等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證模型可靠性。研究結(jié)果表明:顆粒在床內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程分為三個(gè)階段,曳力攜帶作用向下運(yùn)動(dòng)、表觀浮力作用向上運(yùn)動(dòng)和一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng),最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。顆粒在床內(nèi)呈“凸形”分布,邊壁顆粒富集;提高射流速度、增大流體粘度、增大顆粒彈性恢復(fù)系數(shù)等均可改善顆粒流化質(zhì)量。同時(shí)引入顆粒溫度和顆粒旋轉(zhuǎn)溫度的概念衡量顆粒速度和角速度脈動(dòng)特性。通過雙組分顆粒在床內(nèi)流動(dòng)特性的模擬研究,結(jié)果表明:對(duì)于不同粒徑的雙組分顆粒在床內(nèi)運(yùn)動(dòng)特性與單組分顆粒相似,邊壁處主要為大顆粒聚集區(qū),小顆粒均勻的分散在床體中間。顆粒濃度沿軸向高度分布基本相同,先增加后減小。隨液體粘度升高,顆粒富集位置高度逐漸降低;適當(dāng)增加流速可以改善顆粒流化程度,若大于顆粒終端速度,則會(huì)加劇顆粒聚團(tuán)。對(duì)于不同密度的雙組分顆粒,增大粗顆粒密度和減小兩種顆粒粒徑差均可改善顆�；旌铣潭�,同時(shí)顆粒密度對(duì)顆�；旌铣潭鹊挠绊懜�。模擬結(jié)果與Rowe等理論分析結(jié)果一致,為流化床的進(jìn)一步深入研究奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：液固流化床 DEM 射流 多組分
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X741;TQ051.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要7-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-14
• 1.1.1 流態(tài)化概述10-12
• 1.1.2 流態(tài)化技術(shù)特點(diǎn)12-13
• 1.1.3 流態(tài)化技術(shù)在產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 理論模型與計(jì)算方法18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 固相數(shù)學(xué)模型18-25
• 2.2.1 顆粒運(yùn)動(dòng)控制方程18-20
• 2.2.2 顆粒碰撞力學(xué)模型20-24
• 2.2.2.1 接觸力20-22
• 2.2.2.2 扭矩22-23
• 2.2.2.3 范德華力23-24
• 2.2.3 顆粒碰撞搜索算法24-25
• 2.3 液相數(shù)學(xué)模型及求解算法25-26
• 2.3.1 液相控制方程25-26
• 2.4 液固相間耦合26-28
• 2.4.1 液體對(duì)顆粒作用力26-28
• 2.4.2 顆粒對(duì)流體的作用力28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 單組分顆粒流動(dòng)特性研究30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 計(jì)算模型與邊界條件30-31
• 3.3 計(jì)算結(jié)果和分析31-44
• 3.3.1 模型的驗(yàn)證31-33
• 3.3.2 流化床內(nèi)顆粒運(yùn)動(dòng)過程33-34
• 3.3.3 液體粘度對(duì)床內(nèi)流動(dòng)特性的影響34-37
• 3.3.4 顆粒密度對(duì)床內(nèi)流動(dòng)特性的影響37-42
• 3.3.5 顆粒彈性恢復(fù)系數(shù)對(duì)床內(nèi)流動(dòng)特性的影響42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 雙組分顆粒流動(dòng)特性研究45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 計(jì)算模型與邊界條件45-46
• 4.3 計(jì)算結(jié)果和分析46-60
• 4.3.1 液體粘度對(duì)顆粒流動(dòng)特性的影響46-50
• 4.3.2 液體流速對(duì)顆粒流動(dòng)特性的影響50-53
• 4.3.3 粒徑大小對(duì)顆粒流動(dòng)特性的影響53-57
• 4.3.4 顆粒密度對(duì)顆粒流動(dòng)特性的影響57-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 發(fā)表文章目錄66-67
• 致謝67-68

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄭曉野;蒲文灝;岳晨;何偉峰;韓東;;采用改進(jìn)的曳力模型模擬2D鼓泡流化床的流化特性[J];過程工程學(xué)報(bào);2015年05期

  本文關(guān)鍵詞：射流液固流化床多組分顆粒流動(dòng)特性的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：464081